Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
COMPREHENSIVEORGANIC CHEMISTRY
The Synthesis and Reactions of OrganicCompounds
CHAIRMAN AND DEPUTY CHAIRMAN OF THE EDITORIAL BOARD
SIR DEREK BARTON, F.R.S.
AND
W. DAVID OLLIS, F.R.S.
Volume 2 Phosphorus Compounds
Edited by I. O. SUTHERLANDUNIVERSITY OF LIVERPOOL
Volume 3 Sulphur Compounds
Edited by D. NEVILLE JONESUNIVERSITY Ol SHEFFIELD
PERGAMON PRESS
NEW YORK • TORONTO • SYDNEY • PARIS • FRANKFURT
ОБЩАЯОРГАНИЧЕСКАЯХИМИЯ
ТОМ 5
СОЕДИНЕНИЯ ФОСФОРА И СЕРЫ
ПЕРЕВОД С АНГЛИЙСКОГО
каид. хим. наук Ю. Е. ЦВЕТКОВА
и докт. хим. наук В. А. СМИТА
Под редакцией
академика И. К. КОЧЕТКОВА и докт. хим. наук проф. Э. Е. НИФАНТЬЕВА
МОСКВА«ХИМИЯ* 1983
УДК 547
Общая органическая химия./Под ред.Д. Бартона И У. Д. Оллиса. Т. 5 Соединения фосфора и серы./Под ред. И. О. Сазерленда и Д. Н. Джонса,—Пер. с англ./Под ред. Н. К. Кочеткова и Э. Е. Нифантьева. — М.: Химия, 1983. — 720 с., ил.
Том 5 многотомного справочного издания посвящен важнейшим типам органических соединений — органическим соединениям фосфора [введение в химию фосфорорганических соединений, фосфины, фосфористая, фосфонистая, фосфинистая кислоты и их производные (главы 10.1 — *0.3) рассмотрены в томе 4 настоящего издания] и серы. Рассмотрены все классы этих соединений, описаны методы их получения, свойства, реакции, применение в синтезе, приведено большое число ссылок на современные обзорные и оригинальные статьи.
Издание предназначено для научных работников, инженеров-химиков, работающих на предприятиях химической, нефтехимической и других отраслей промышленности, преподавателей и аспирантов химических и химико-технологических вузов, биохимиков и биологов.
720 с., 65 табл., 1 рис., 2295 литературных ссылок.
о 1803000000-112
050(67)^83 СВ0Д- пл- подписных изд. 1983 г,
© 1979 Pergamon Press Ltd.
еревод на русский язык. Издательство «Химия», 1983 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к тому 3 английского издания
10.4.
Соединения пентакоординированного фосфора. Д. Дж. X. Смит
16
1 л
10.4.1.
Ю.4.2.
Стоуктура и характер связи
Внутримолекулярная peopiапизация лигандов
20
25
Ю.4.3.
Дпикофилыюсть н напряжение цикла
30
10.4.4.
Методы получения фосфорапов
30
Реакции с источниками галслена
10 4.4.2.
Реакции с пероксидами и аналогичными системами
30
10.4.4.3.
Реакции с моиокарбоиильлыми соединениями
31
10.4.4.4.
Реакции с сопряженными системами
32
10.4.4.5.
Реакции с 1,2-диолами и 2-аминоспиртами
з.з
10.4.4.6.
Реакции обмена
33
10.4.4.7.
Прочие методы синтеза фосфорапов
35
10.4.5.
Реакции фосфоранов
37
10.4,5.1.
Галогепфосфорапы
38
10.4.5.2.
Оксифосфорапы
38
10.4.6.
Соединения гексакоординнроваипого фосфора
41
10.4.6.1.
Методы получения соединений фосфора(VI)
41
10.4.6.2.
Свойства соединений фосфора(VI)
42
Литература
43
10.5.
Производные фосфорной кислоты. Р. С. Эдмундсон44
10.5.1.
10.5.1.1.
Галоген- и азотсодержащие производные фосфорной кислоты 50
Реакции фосфорилгалогенндов со спиртами, фенолами н их тио- аналогами'О
10,5.1.2.
10.5.1,3.
Другие методы образования связи фосфор(У)—галоген51
Образование связи фосфор(V)—азот реакцией фосфорилгалоге- иидов с аминами52
10.5.1.4.
10.5.1,5.
10.5.1.6.
Другие методы образования связи фосфор(У)—азот53
Свойства связи фосфор—галоген в фосфорилгалогенидах53
Свойства связи фосфор—азот в соединениях фосфора (V). Ре
10,5.2.
10.5.2.1.
10.5.2.2.
10,5.3.
10.5.4.
10,5.4.1.
10.5.4.2.
10.5.4,3.
10.5.5.
10.5.6.
акции амидной функции56
Эфиры фосфорной кислоты62
Методы получения эфиров фосфорной кислоты62
Реакции эфиров фосфорной кислоты63
Производные полифосфорнон кислоты73
Производные фосфоновой кислоты76
Методы получения фосфоиовых кислот и их производных76
Функционализированные производные фосфоновой кислоты81
Реакции производных фосфоновой кислоты82
Производные фосфиновой кислоты84
Третичные фосфиноксидыgg
Литература$2
10.6.
10.6.1.
10.6.1.1.
10.6.1.2.
Ю.6.1.3.
10.6.2.
10.6.3.
Ю.6.3.1.
Ю.6.3.2.
Ю.6.3.3.
Фосфазены и илиды фосфора.Д. Дж. X. Смит96
Методы получения фосфазеновor
Монофосфазеныhr
Циклодифосфазаны%
Циклополифосфазены
РеаР^™Рфо®енов°В И ХЗраКТер СВЯЗИ99
Гидролиз102
Нуклеофильное замещение
Замещение по Фриделю - Крафтсу^5
10.6.3.4.
10.6.4.
10.6.5.
10.6.6. ю.6.6.1. 10.6.6.2. 10.6.6.3.
10.6.7.
10.6.7.1.
10.6.7.2.
10.6.7.3.
10.6.7.4.
10.6.7.5.
10.6.8.
10.6.9.
10.6.10.
Реакции с участием атомов азота и фосфора
Попимсриыс фосфазены
Структура илидов фосфора и характер связи07
Методы получения илидов фосфора „08
Синтез плидов из фосфониевых солен0
Синтез ичидов присоединением к мстнленфосфоранам
Прочие методы синтеза илидов фосфора
Реакция Виттиташ
Область применения реакции Виттита
Механизм реакции Виттита^.
Стереохимия образования алкена
Применение других илидов фосфорац.
Е1екоторые примеры использованияилидов в синтезе120
Гидролиз илидов фосфора125
Окисление плидов фосфора125
Реакции илидов фосфора с другими соединениями с кратными связями126
Литература128
ЧАСТЬ 11. ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ СЕРЫ130
П.1. Тиолы Дж. К. Баррет130
11.1.1.
11.1.1.1.
11.1.1.2.
11.1.1.3.
11.1.1.4.
11.1.2.
11.1.2.1.
Свойства тиолов и их распространенность в природе130
Общая характеристика тиолов130
Физические свойства тиолов130
Расщепление S—II-связи тиолов131
Тиолы в природе134
Методы получения тиолов135
Общие методы синтеза тиолов из простых неорганических со
11.1.2.2.
единений серы135
Непрямые методы синтеза тиолов из углеводородов и алкил- галогенидов135
11.1.2.3.
11.1.2.4.
11.1.2.5.
11.1.2.6.
11.1.3.
11.1.3.1.
11.1.3.2.
11.1.3.3.
11.1.3.4.
11.1.3.5.
Синтез тиолов из тионов137
Синтез ароматических тиолов1^
Синтез гетероароматпческнх тиолов140
Прочие методы синтеза тиолов
Реакции тиолов
Нуклеофильные реакции тиолов и тнолят-ионовИ,
Реакцин с участием тнильных радикалов
Окисление тиолов*4'
Защита SH-группы147
Аналитические аспекты химии тиолов
Литература14’
11.2.
Полифункцнональные тиолы. Дж. К. Баррет^
11.2.1. И.2.1.1.
11.2.1.2.
Н.2.2.
И.2.2.1.
И.2.2.2.
11.2.3.
Н.2.4.
11.2.4.1.
11.2.4 2
11.2.5.
11.2.5.1.
И.2.5.2.
Ненасыщенные тиолы{52
Методы получения ненасыщенных тиолов154
Реакции ненасыщенных тиолов155
1 пдрокспалкаитнолы]5б
етоды получения гидрокспалкантнолов]57
еакции гидрокспалкантнолов]57
1алогеиалкаптнолы157
Дмтполы)58
Методы получения дитнолов159
/ еакции дитнолов]60
МотпЬ1’ С0ЛеРжа1Ние другие функциональные группы]60
П.ОЛУЧСП11Я функционализированных тиолов]62
Литера' фу|1КЦ1,0',алнзнр°ванных тиолов162
163
11.3.
11.3.1.
11.3.2.
11.3.2.1.
11.3.2.2.
11.3.2.3.
11.3.2.4.
Сульфиды. Дж. К. Баррет163
Свойства сульфидов168
Матолы получения сульфидов168
“ “°™"“ аМ' 173
11.3.2.5.
11.3.3.
11.3.3.1.
11.3.3.2.
Синтез сульфидов из тиокарбонильных соединений174
Реакции сульфидов175
Й^ани"^и их использование в
11.3.3.3.
Использование сульфидов для превращений функциональных ^
11.3.3.4.
11.3.3.5.
11.3.3.6.
11.3.3.7.
групп17§
Расщепление сульфидов181
Окисление сульфидов|83
Перегруппировки сульфидов.
Защитные группы на основе сульфидов
„184
Литература
11.4.
11.4.1.
Полифункциональные сульфиды. Дж. К. Баррет187
Тиоацетали (а-алкплтиоалкпл- и а-арилтиоалкилсульфиды) и их О- и N-аналоги
11.4.1.1.
11.4.1.2.
11.4.1.3.
11.4.1.4.
11.4.1.5.
11.4.1.5.
11.4.1.7.
Методы получения тноацеталей и родственных соединении8?
Реакции тноацеталей*
Применение тноацеталей в синтезе
Применение а-ацил-а-алкилтиоалкилсульфидов всинтезе1У8
Применение тиоацетальныхкарбокатионов в синтезе199
Использование тиоацеталейкак защитной группы200
Превращение тиоацетален и их О- и N-аналогов в карбонильные соединения200
11.4.1.8.
1,1-Бис(алкилтио- или арилтио)алкены (кетентиоацетали) и их О- и N-аналоги202
11.4.2.
а,а-Бис(алкилтио) алкилсульфиды (ортотиоформиаты) и трис- (алкилтио) метилсульфиды (ортотиокарбонаты)206
11.4.2.1.
Методы получения а,а-бис(алкилтио) алкилсульфидов и трис- (алкилтио) метилсульфидов206
11.4.2.2.
Реакции а,а-бис(алкилтио) алкилсульфидов; применение получаемых карбанионов в синтезе207
11.4.2.3.
Реакции конденсации а,а-бис(алкилтио)алкилсульфидов и трис-
11.4.3.
11.4.4.
11.4.4.1.
11.4.4.2.
11.4.4.3, П, 4.4.4. 11.4.4.5.
11.4.5.
11.4.5.1.
11.4.6. И.4.6.1. Н.4.6.2.
Н.4.7.
11.4.7.1.
11.4.7.2.
Н.4.8.
П.4.9.
(алкилтио) метилсульфидов208
Полисулъфиды208
Ненасыщенные сульфиды209
Методы получения винилсульфидов209
Реакции винилсульфидов211
Применение винилсульфидов в синтезе213
Аллилсульфиды, Получение, свойства и применение всинтезе 214
Сульфиды ацетиленового ряда (алкилтиоалкины)217
Гидроксиалкилсульфиды219
Реакции гидроксиалкилсульфидов. Применение в синтезе219
Оксоалкилсульфиды220
Методы получения оксоалкилсульфидов221
Реакции оксоалкилсульфидов. Применение в синтезе222
1 алогеналкилсульфиды225
Методы получения галогепалкилсульфндов225
Реакции галогепалкилсульфндов227
а- лкилтиоалкилфосфониевые соли и родственные соединения 227
Алкоксиалкилсульфнды228
11.4.9.1.
11.4.10.
11.4.10.1.
11.4.10.2.
Методы получения алкоксиалкилсульфидов Ампноалкилсульфиды
Методы получения аминоалкилсульфидов
Реакции аминоалкилсульфидов
Литература
228
229
229
230
231
11.5.
Соли сульфония. Дж. К. Баррет
237
11.5.1.
Свойства солей сульфония
237
240
11.5.2.
Методы получения солен сульфония
11.5.2.1.
Соли тинрапня и тиирепия
241
11.5.2.2.
Соли сульфопия, содержащие гетероатомные заместители (алк оксисульфоииевые соли и диалкоксисульфураны)
242
11.5.2.3.
Амнпосульфониевые соли
244
11.5.3.
Реакции солей сульфония
244
11.5.3.1.
Общие реакции солей сульфония
244
11.5.3.2.
Соли типрания и тиирепия как интермедиаты в реакциях
248
11.5.4.
Полифупкциоиальные соли сульфония
249
11.5.4.1.
Бис(сульфониевые) соли
249
11.5.4.2.
Ненасыщенные сульфониевые соли
249
Литература
252
11.6.
Сульфоксиды Т. Дарст
253
11.6.1.
Структура и свойства сульфоксидов
253
11.6.2.
Методы получения сульфоксидов
258
11.6.2.1.
Окисление сульфидов
258
11.6.2.2.
Перенос сульфинильной группы
260
11.6.2.3.
Синтез из других сульфоксидов
262
11.6.2.4.
Перегруппировка эфиров сульфеновых кислот
262
11.6.2.5.
Реакция SO с полиенами
263
11.6.3.
Реакции сульфоксидов
263
11.6.3.1.
Стереоконверсия
263
11.6.3.2.
Реакции окисления и восстановления
266
11.6.3.3.
Образование сульфимидов и сульфоксимидов
268
11.6.3.4.
Сульфоксиды как нуклеофилы
268
11.6.3.5.
Перегруппировка Пуммерера
275
11.6.3.6.
Термическое и катализируемое основаниями элиминирование
11.6.3.7.
сульфеновых кислот
2/0
а-Сульфинилкарбанионы
283
11.6.3.8.
а-Галогенирование сульфоксидов
293
Литература
296
11.7.
Полифункциональные сульфоксиды. Т. Дарст
300
11.7.1.
11.7.2.
11.7.3.
Ненасыщенные сульфоксиды 1 идроксисульфоксиды
300
304
1 алогенсульфокспды
Р-Оксосульфоксиды и Р-сульфинилпроизводные сложных эфиров ульфоксиды, содержащие более одного атома серы
■эпоксисульфоксиды
а-Амипо- и а-алкоксисульфоксиды
Ароматические сульфоксиды
306 308 311
314 314 315
316
11.7.4.
11.7.5.
11.7.6.
11.7.7.
11.7.8.
Литература
11.8.
Сульфоны. Т. Дарст
318
И.8.1.
Н.8.2.
11.8.2.1.
Н.8.2.2.
Свойства сульфонов
Методы получения сульфонов Окисление сульфидов
Алкилирование сульфиновых кислот
318
322
322
322
11.8.2.3. Перегруппировкуфриделя _ Крафтса
’Jilf Свободнорадикальное присоединение сульфонилгалогенидов к нПрХдинеТе^сульфиновых кислот или а-сульфонилкарбаипо-
Н.б./.о.1полярпзованным связям
Реакции циклоприсоединения SO2 к полиенам яСинтез сульфонов из сульфенов
1182 9. Синтез сульфонов из других сульфонов
118 3^ Реакции сульфоиов
11 й я 1 ' Восстановление до сульфидов
1 8 3.2 Восстановительное элиминирование сульфонильной группы
11 83 3 Элиминирование сульфиновых кислог
11 834 а-Сульфонилкарбанионы
11835Реакция Рамберга — Беклунда
11 8 3.6^ Термическое и фотохимическое элиминирование 8О2 Литература
324
325
325
326
327
330
330
330
330
332
333
335
340
343
346
11.9.
11.9.1.
11.9.2.
11.9.3.
11.9.4.
11.9.5.
11.9.6.
11.9.6.1.
11.9.6.2.
11.9.6.3.
11.9.6.4.
11.9.6.5.
11.9.7.
Полифункциональные сульфоны. Т. Дарст
Ненасыщенные сульфоны
Гидроксисульфоны
Галогеисульфоиы
Оксосульфопы и [3-сульфонилпроизводиые сложных эфиров а-Сульфонилкарбены и а-сульфонилнитрены
Сульфоны, содержащие другие функциональные группы
Эпоксисульфоны
а-Сульфонилпронзводные простых эфиров п-Толилсульфонилметилизоцианид
Сульфонилцианиды
а-Дисульфоны и родственные соединения
Ароматические сульфоны
Литература
349
349
354
355
357
359
363
363
364
365
365
366
367
368
11.10.
11.10.1.
11.10.2.
11.10.2.1.
11.10.2.2.
11.10.2.3.
11.10.2.4.
11.10.3.
Сульфимиды. К. Р. Джонсон
Свойства сульфимидов
Методы получения сульфпмидов
Синтез сульфимидов из сульфидов и N-галогенамидов
Синтез сульфимидов из сульфоксидов
Синтез сульфпмидов из сульфидов и нитренов
Синтез «свободных» сульфимидов
Реакции сульфимидов
Литература
371
371
373
373
374
375
376
376
378
11.11.
11.11.1.
11.11.2. И.П.2.1. Н.11.2.2. И.11.2.3.
н.н.з И.11.3.1.
П.11.3.2 п.н.з.з. Н.11.3.4 П.П.3.5.
Сульфоксимиды. К. Р. Джонсон
Свойства сульфоксимидов
Методы получения сульфоксимидов
Синтез сульфоксимидов из сульфоксидов
Синтез сульфоксимидов из сульфимидов
Фоними иполучениясульфоксимидовиродственныхсуль-
фонимидоильиых производных3
Реакции сульфоксимидов
шщ^ломги^п’ ацилиР°вание> галогенирование, металлирова-
ВосстанРо^ниР:^^^^^^^^^У аТ0Ма азота
груп"°“
380
380
381
381
383
383
384
385
386
387
388
389
ц.11.3.6.
Механизм и стереохимия реакций по атому серы в сулыкл имидоильных соединениях
Литература^0
11.12.
11.12.1.
11.12.2.
11.12.3.
Диимины серы. К. Р. Джонсон
Свойства дппминов серы
Методы получения дппминов серы491
Реакции дшвов серы
Литература8
11.13.
11.13.1.
11.13.2.
11.13.3.
Сульфодиимиды. Д'. Р. Джонсон
Свойства сульфодпимидов,
Методы получения сульфодпимидов
Реакции сульфодпимидовд^
Литература396
11.14.
11.14.1.
11.14.2.
11.14.3.
11.14.3.1.
11.14.3.2.
Сульфиниламины и сульфониламины. Д'. Р. Джонсонgg?
Свойства N-сульфипил- и N-сульфонпламииов397
Методы получения N-сульфинил-иN-сульфониламииов39g
Реакции N-сульфпппл- и N-сульфониламииов39g
Реакции Ы-сульфиннлампнов399
Реакции Ы-сульфошмамппов401
Литература402
11.15.
Илиды серы. Д. Р. Джонсон403
11.15.1.
11.15.2.
11.15.2.1.
11.15.2.2.
11.15.2.3.
11.15.3.
Свойства нлидов серы403
Методы получения нлидов серы404
Депротоппроваппе сульфоинсвыхсолей404
Нуклеофильное присоединение квиннлеульфонпевым солям406
Присоединение карбенов к сульфидам исульфоксидам406
Реакции нлидов серы406
11.15.3.1.
11.15.3.2.
11.15.3.3.
11.15.3.4.
11.15.3.5.
11.15.3.6.
.Механизм реакций переноса алкилиденовой группы на электрофильные двойные связи406
Синтез эпоксидов и азиридинов409
Синтез циклопропанов4П
Перегруппировки нлидов413
Диссоциация в карбены4 °
Реакции переноса алкилиденовых групп из металлированных сульфоксидов, сульфонов, сульфимпдов и сульфоксимидов
Литература4*'
11.16.
U.16.1.
11.16.1.1.
11.16.1.2.
Н.16.1.3.
И.16.2.
Н.16.2.1. 11.16.2.2.
Н.16.2.3
И. 16.3. 11.16.3.1. И.16.3 2 11.16.3 3
И.16.4.
1116.4.1.
Н.16.4.2.
г418
1 УЛьфеновые кислоты и их производные. Д. Р. Хогг
Сульфоновые кислоты413
Свойства сульфоновых кислот420
Методы получения сульфоновых кислот421
реакции сульфоновых кислот444
Ч’лъфеннлгалогениды424
Свойства сульфепилгалогенидов425
^еюды получения сульфепилгалогенидов426
реакции сульфепилгалогенидов434
- фнры сульфоновых кислот431
Мпт^'83 эф"Р°в сульфоновых кислот434
1и?чУче,1пя эфиров сульфоновых кислот436
Cv , * * Эфпроп сульфеновых кислот439
сильфонам иды439
Сво11СП1а сульфонамидов440
Ю
1еюды получения сульфенампдов
11.16.4.3.
11.16.5.
11.16.5.1.
11.16.5.2.
11.16.5.3.
11.16.5.4.
11.16.5.5.
11.16.6.
11.16.6.1.
11.16.6.2.
11.16.6.3.
11.16.7.
11.16.7.1.
11.16.7.2.
11.16.7.3.
11.16.8.
11.16.8.1.
11.16.8.2.
11.16.8.3.
11.16.9.
^2^^^„ тетрадь*™
Реакции дисульфидов
Трисульфиды
Тетрасульфиды
Тиолсульфинаты
Свойства тиолсульфинатов
Методы получения тиолсульфинатов
Реакции тиолсульфинатов
Тиолсульфонаты
Свойства тиолсульфоиатов
Методы получения тиолсульфоиатов
Реакции тиолсульфоиатов
Тиоцианаты
Свойства тиоцианатов
Методы получения тиоцианатов
Реакции тиоцианатов
Соли Бунте
Литература
441
445
445
447
451
460
461
462
462
463
464
469
469
469
470
473
473
473
476
479
480
11.17.
Производные сульфоксиловых кислот. Д. Р. Хогг
484
11.17.1.
Эфиры сульфоксиловых кислот
484
11.17.1.1.
Свойства эфиров сульфоксиловых кислот
- 484
11.17.1.2.
Методы получения эфиров сульфоксиловых кислот
484
11.17.1.3.
Реакции эфиров сульфоксиловых кислот
485
11.17.2.
Амнно-М-сульфенилгалогеннды
486
11.17.2.1.
Свойства амино-М-сульфенилгалогенидов
486
11.17.2.2.
Методы получения амино-М-сульфенилгалогенидов
486
11.17.2.3.
Реакции амино-М-сульфенилгалогенидов
487
11.17.3.
М.М'-Тиобисамины
487
11.17.3.1.
Свойства М,М'-тиобнсамииов
487
11.17.3.2.
Методы получения М,М'-тиобисаминов
487
11.17.3.3.
Реакции N.N'-тнобнсаминов
487
11.17.4.
Дналкоксндисульфиды
488
11.17.4.1.
Свойства диалкоксндисульфндов
488
11.17.4.2.
Методы получения диалкоксндисульфндов
489
11.17.4.3.
Реакции диалкоксидисульфидов
489
11.17.5.
М.М'-Дитиобисамины
490
11.17.5.1.
Свойства М^'-дитнобисамииов
490
11.17.5.2.
Методы получения М,М/-дитиобисаминов
490
11.17.5.3.
Реакции N.N'-дитиобисаминов
499
Литература
491
11.18.
11.18.1 11.18.1.1 11.18.1.2 11.18.1.3
Н.18.2
И.18.2.1 11.18.2.2 И.18.2.3
Н.18.3
Н.18.4
И.18.4.1
И.18.4.2
Н.18.4.3
Сульфииовые кислоты и их производные. К. К. Андерсен
Сульфиновые кислоты
Свойства сульфииовых кислот
Методы получения сульфиновых кислот
Реакции сульфииовых кислот
Сульфинилгалогениды
Свойства сульфинилгалогенидов
Методы получения сульфинилгалогенидов
Реакции сульфинилгалогенидов
^ульфинилсульфоны и ангидриды сульфииовых кислот
Зфиры сульфиновых кислот
Свойства эфиров сульфиновых кислот
Peanut п“уче11ИЯ эфиров сульфииовых кислот
Реакции эфиров сульфииовых кислот
491
491
492
495
496
496
497
497
498
499
499
499
11.18.5.11.18.5.1.11.18.5.2.11.18.5.3.11.18.6.11.18.5.11.18.5.1.11.18.5.2.11.18.5.3.11.18.6.11.19.11.19.1.11.19.1.1.11.19.1.2.11.19.1.3.11.19.2.11.19.2.1.11.19.2.2.11.19.2.3.11.19.3.11.19.3.1.11.19.3.2.11.19.3.3.11.19.4.11.19.4.1.11.19.4.2.11.19.4.3.11.19.5.11.19.5.1.11.19.5.2.11.19.5.3.11.19.6.11.19.6.1.11.19.7.11.19.7.1.11.19.7.2.11.19.7.3.11.19.8.11.19.8.1.11.19.8.2.11.19.8.3.11.19.9. Н.19.9.1. 11.19.9.2. 11.19.9.3.11.19.10.11.19.11.19.1.11.19.1.1.11.19.1.2.11.19.1.3.11.19.2.11.19.2.1.11.19.2.2.11.19.2.3.11.19.3.11.19.3.1.11.19.3.2.11.19.3.3.11.19.4.11.19.4.1.11.19.4.2.11.19.4.3.11.19.5.11.19.5.1.11.19.5.2.11.19.5.3.11.19.6.11.19.6.1.11.19.7.11.19.7.1.11.19.7.2.11.19.7.3.11.19.8.11.19.8.1.11.19.8.2.11.19.8.3.11.19.9. Н.19.9.1. 11.19.9.2. 11.19.9.3.11.19.10.503503504505505506508508508509517519519519521523523523525528528529531535535535536537537537537538538542542542542545545546546548548503503504505505506508508508509517519519519521523523523525528528529531535535535536537537537537538538542542542542545545546546548548
11.18.5.
11.18.5.1.
11.18.5.2.
11.18.5.3.
11.18.6.
11.18.5.
11.18.5.1.
11.18.5.2.
11.18.5.3.
11.18.6.
11.19.
11.19.1.
11.19.1.1.
11.19.1.2.
11.19.1.3.
11.19.2.
11.19.2.1.
11.19.2.2.
11.19.2.3.
11.19.3.
11.19.3.1.
11.19.3.2.
11.19.3.3.
11.19.4.
11.19.4.1.
11.19.4.2.
11.19.4.3.
11.19.5.
11.19.5.1.
11.19.5.2.
11.19.5.3.
11.19.6.
11.19.6.1.
11.19.7.
11.19.7.1.
11.19.7.2.
11.19.7.3.
11.19.8.
11.19.8.1.
11.19.8.2.
11.19.8.3.
11.19.9. Н.19.9.1. 11.19.9.2. 11.19.9.3.
11.19.10.
11.19.
11.19.1.
11.19.1.1.
11.19.1.2.
11.19.1.3.
11.19.2.
11.19.2.1.
11.19.2.2.
11.19.2.3.
11.19.3.
11.19.3.1.
11.19.3.2.
11.19.3.3.
11.19.4.
11.19.4.1.
11.19.4.2.
11.19.4.3.
11.19.5.
11.19.5.1.
11.19.5.2.
11.19.5.3.
11.19.6.
11.19.6.1.
11.19.7.
11.19.7.1.
11.19.7.2.
11.19.7.3.
11.19.8.
11.19.8.1.
11.19.8.2.
11.19.8.3.
11.19.9. Н.19.9.1. 11.19.9.2. 11.19.9.3.
11.19.10.
503
503
504
505
505
506
508
508
508
509
517
519
519
519
521
523
523
523
525
528
528
529
531
535
535
535
536
537
537
537
537
538
538
542
542
542
542
545
545
546
546
548
548
503
503
504
505
505
506
508
508
508
509
517
519
519
519
521
523
523
523
525
528
528
529
531
535
535
535
536
537
537
537
537
538
538
542
542
542
542
545
545
546
546
548
548
Сульфина миль!
Свойства сульфинамидов
Методы получения сульфинамидов
Реакции сульфинамидов
Другие производные сульфиновых кислот
Литература
Сульфоновые кислоты и их производные. К. К. Андерсен
Сульфоновые кислоты
Свойства сульфоновых кислот
Методы получения сульфоновых кислот
Реакции сульфоновых кислот
Сульфонилгалогениды
Свойства сульфонилгалогенидов
Методы получения сульфонилгалогенидов
Реакции сульфонилгалогенидов
Эфиры сульфоновых кислот
Свойства эфиров сульфоновых кислот
Методы получения эфиров сульфоновых кислот
Реакции эфиров сульфоновых кислот
Сульфонамиды
Свойства сульфонамидов
Методы получения сульфонамидов
Реакции сульфонамидов
Ангидриды сульфоновых кислот
Свойства ангидридов сульфоновых кислот
Методы получения ангидридов сульфоновых кислот
Реакции ангидридов сульфоновых кислот
Сульфонилсульфоны
Свойства, методы получения и реакции Сульфонилгидразиды и сульфонилгидразоны Свойства сульфонилгидразидов и -гидразонов
Методы получения сульфонилгидразидов и -гидразонов
Реакции сульфонилгидразидов и -гидразонов Сульфонилазиды
Свойства сульфонилазидов
Методы получения сульфонилазидов
Реакции сульфонилазидов
Сульфонилизоцианаты
Свойства сульфонилизоцианатов
Методы получения сульфонилизоцианатов
Реакции сульфонилизоцианатов
Другие производные сульфоновых кислот
Литература
11.20.
11.20.1.
И.20.2.
11.20.3.
11.21.
И.21.1.
И.21.1.1 11.21.1.2 И.21.1.3.
11.21.2. И.21.2.1.
Сульфамовые кислоты и их производные. К. К. Андерсен
Свойства сульфамовых кислот и их производных
етоды получения сульфамовых кислот и их производных еакции сульфамовых кислот и их производных
Литература
Органические сульфиты и сульфаты. К. К. Андерсен
Органические сульфиты
Двойства сульфитов
р7™ДЬ1 полУчения сульфитов
Реакции сульфитов
Органические су.-н.фаты
двойства сульфатов
553
553
554 555
556
556
556
556
557
558
560
560
11.2L2.2.
11.21.2.3.
Методы получения сульфатов562
Реакшш сульфатов563
Литература564
11.22.
11.22.1.
11.22.1.1.
11.22.1.2.
11.22.1.3.
11.22.1.4.
11.22.2.
11.22.2.1.
11.22.2.2
11.22.2.3.
11.22.3
11.22 3 1
11.22.3.2.
11.22.3.3.
11 22.4.
11.22.4.1.
11.22.4.2.
11.22.4.3.
11.22.5.
11.22.5.1.
11.22.5.2.
11.22.5.3.
11.22.6.
Тиокарбонильные соединения. Ф. ДууС565
Тиоальдсгнды и тиокетоныов565
Метод™^^и тиокетонов5?д
Тиоксоентйольиая и валентная таутомерия584
Реакции тиокстонов599
Тиокетены599
Свойства тиокетенов601
Методы получения тиокетенов601
Реакции тиокетенов604
Тиокарбони.тилиды604
Свойства тиокарбоиилилидов-604
Методы получения тиокарбоиилилидов6Q6
Реакции тиокарбоиилилидов608
Сульфины608
Свойства сульфинов610
Методы получения сульфинов612
Реакции сульфинов615
Сульфены615
Свойства сульфенон
Методы генерирования сульфеиов”
Реакции сульфенов
Монотиокарбоповые и дитиокарбоиовые кислоты и их произвол-
11.22.6.1.
11.22.6.2.
11 22.6.3.
11.22.7.
Свойства моно- и дитиокарбоновых кислот621
Методы получения эфиров тиои- и дитиокарбоновых кислот 624
Реакции тион- и дитиокарбоновых кислот и их производных 630
Тионкарбонаты, тиоитиокарбонаты (дитиокарбонаты) и тритиокарбопаты636
11.22.7.1.
11.22.7.2.
11.22.7.3.
11.22.8.
11.22.8.1.
11.22.8.2.
11.22.8.3.
11.22.9.
11.22.9 1.
" H.22.9.2.
H 22.9.3.
11.22.10.
11.22.10.1.
11.22.102.
H.22.10.3.
Свойства эфиров и солей тиоугольных кислот636
Методы получения эфиров тиоугольных кислот638
Реакции эфиров тиоугольных кислот641
Тиоамиды и тиогидразиды646
Свойства тиоамидов и тиогидразидов646
Методы получения тиоамидов и тиогидразидов649
Реакции тиоамидов и тиогидразидов656
Тиомочевины и тиосемикарбазпды661
Свойства тиомочевин и тиосемикарбазидов661
Методы получения тиомочевин и тиосемикарбазидов663
Реакции тиомочевин и тиосемикарбазидов667
Изотиоцианаты673
Свойства изотиоцианатов673
Методы получения изотиоцианатов675
Реакции изотиоцианатов678
11.22.10.
1122.11.1.
11.22 11.2.
1122.11.3.
Тионкарбаминовые и дитиокарбаминовые кислоты и их произ- водные
Свойства тион- и дитиокарбаминовых кислот684
реа°ДЫ полУчения тион- и дитиокарбаминовых кислот685
реакции тион- и дитиокарбаминовых кислот693
Дитература
п693
Предметный указатель < VO
ПРЕДИСЛОВИЕ К ТОМУ 3 АНГЛИЙСКОГО ИЗДАНИЯ*
Всего лишь двадцать лет назад химия органических соедине- пий сокржащих атом углерода, ковалентно связанный с атомами
’ сечена кремния и бора, являлась лишь побочной ветвью основной органической химии. С тех пор „понимание природы и ре. акционной способности этих соединении чрезвычайно продвинусь И В настоящее время они стали неотъемлемой составной частью всего предмета химии органических соединений. Это в огромной степени обогатило арсенал методов химиков-синтетиков; многие превращения, ранее казавшиеся невозможными, стали реально осуществимыми. В современной практике подчас бывает трудно плп'даже невозможно спланировать синтез сложного веще- ства, не прибегая к использованию органических соединений серы п бора. Сказанное выше справедливо и по отношению к соединениям селена и кремния. Средн металлорганических соединений центральную роль в органической химии долгое время играли реактивы Гриньяра, н только сравнительно недавно в поле зрения синтетиков попали органические соединения других металлов. Самостоятельный интерес представляют также проблемы, связанные с необыкновенной структурой металлорганических соединений, особенно соединений переходных металлов, но для практики органического синтеза более существенны те удивительные превращения, к которым способны эти соединения и, в частности, их необычайные каталитические свойства.
Многие из отмеченных аспектов в достаточной мере освещены в недавних книгах и монографиях, однако ин в одной из них не дано всеобъемлющего рассмотрения всего предмета. Целью настоящего тома являлось изложение состояния химии этой быстро развнвающепся области с достаточной глубиной детализации и широтой охвата, с тем чтобы представленный материал был одинаково интересен как для узких специалистов, так и для химиков, интересующихся всей проблемой в целом. Естественно, что в по- ппап°М изданпи не предполагалось исчерпывающее рассмотрение nJ3’ В ПР°ТИВПОМ случае объем тома вырос бы до устрашаю- ^ JWe^°B' ПоэтомУ очень критичной явилась проблема ce.ie^ ^^^емого материала. При этом мной как редактором петных ТппЛеН пеРечень тем обзоров, а дальнейший выбор K01!h
HUBLX проводился самими авторами статен, одна^ характепх-аЛуСЬ’ ЧТо статьп должны быть монографнчны по свое^ также> чтобь1 сохранился индивидуальный правка кпшш’ 11 ПОЭТОМУ сведена до минимума Pe^ahT°PL.'|O —‘ 31Щиц обзоров и характера изложения. Я подан
* В т "
ннческие соезишеипю^ "ср"ода вошлч: главы 10.4— Ю.6 из гома 2 соединения серы) п* часть Ч из тома 3 английского издания (oprai
— Црил1 ре()
пяпрнИе неповторимых особенностей стиля и живости изло- что сохранение ней Р^ способствовать тому> чтобы этот том жения более всбником> н0 и был принят читателем как
М0Г С?Льная книга которую хочется держать у изголовья как уВЛет а на «сон грядущий» Хотя мои обязанности как редактора нГпозволяли мне именно таким образом знакомиться с рукописями я должен отметить, что чтение их доставляло мне истинное наслаждение и в существенной мере расширило мои химический коугозор. Если будущий читатель сможет разделить со мной эти чувства то можно будет считать, что нам удалось выполнить по крайней мере две из основных целей всего издания «Общей органической химии».
Настоящий том разбит на пять частей в соответствии с природой гетероатомов, связанных с углеродом, а каждая часть разделена далее на главы по типам рассматриваемых функций. Подобная традиционная классификация была принята как наиболее привычная для химиков и потому удобная для информационного поиска. Относительный объем частей и глав был предопределен исходя из оценки важности разделов для химиков-исследователей и для преподавателей органической химии. При этом отдавалось предпочтение быстро развивающимся актуальным направлениям, особенно если по этим вопросам не имелось адекватных обзоров в существующих изданиях.
Подготовка этого издания явилась примером удачной международной кооперации усилий. Список авторов насчитывает трех химиков из Австралии, одного — из Канады, одного — из Дании, семерых —из Великобритании и четверых — из США. Если этот том Действительно окажется полезным для органической химии то основная заслуга будет принадлежать этим авторам, которым я искренне благодарен. Я хотел бы выразить искреннюю благодарность сэру Дереку Бартону и проф. Д. Оллису- инициаторам и УспехВС6Й С6РИИ <<Общей °Рганической химии»,
но Sa д также Не в малой степени зависел от удивительно эффективных и энергичных усилий д-ра К Дрэйтона
ПреСС) ПРИ °6РаботкеРгромадного по объему Им благодарны все^Гим" °Рганизат0РСК0Й Работы Дж. БоварТУ ударны все, кто имел отношение к этой книге.
Д. НЕВИЛЛ ДЖОНС, ШЕФФИЛД
„4 СОЕДИНЕНИЯ ПЕНТАКООРДИНИРОВАННОГО 10.4. СОЬДФОСФОРА
д ДЖ. X. СМИТ (University of Zeicester) обсуждаемых в настоящей главе соединений Большая частьна в последние несколько лет, одна-
20 лет назад не былагромадный рост числа публикаций,
ко, в ЭТОЙ области «^работы Рамиреца по синтезу
Начало этому отч^^„ m и обсуждение Вестхаймером роли стабильных фосф°Ра;х гидролиза циклических эфиров кислот псевдовращеипя в Р аом ока3алось также осознание того
фосфора [2] . Мошны 'имание стабильности и химических факта, что пРа™ "ечвычайно важно для понимания реакций “^шениТ^соедвненняхтетракоординнрованного фосфора.
СТРУКТУРА И ХАРАКТЕР СВЯЗИ [3, 4]
Все имеющиеся данные об ациклических фосфоранах с пятью одинаковыми лигандами, например данные рентгеноструктурного анализа пентафенилфосфорана и данные ИК- и КР-спектроскопии пентафторфосфорана, свидетельствуют о тригонально-бипнрами- дальной (ТБП) структуре этих соединений. Можно ожидать, что в несимметрично замещенных производных будут возникать от- отклонения от ТБП геометрии. Действительно, в фосфоране (1) в результате стерического взаимодействия атомы фтора несколько
о” ^т^”ЗТОМУ углерода; отклонение
незначительнойнезначительнойииНым присутствием r °ЫТЬ обУсловлено напряжением, вызван- структуры (2) [5 и УЛ6 МЗЛ0Г0 ЦИКла- В то время как к ТБП, наличие оксаФлеж» кРисталлах близки по своей геометрии ет некоторое ее искажен^3 р08°Г° ЦИКЛа 6 молекУле (4) вызыва- гут быть столь силчитп, 6" ° 0ТДельиых случаях искажения мо- [6] и (6; К = де\ г71 ’ Что молекулы таких соединений, как (5) метрик квадратной пнимнл, ^ геометрией, близкой к гео- ству, ТБПН°структуру ЧТ° фосфоРан (6; R = F) имеет, по суще- Разнице в энерХ/^ свидетельствует о ь7 иллюстрацией этого ел™ с/еометРией ТБП и КП. Друго фосфоране (?) может п Т ТОт факт> что четырехчленный цикл в вызывая очень незнатна Ринимать Диэкваториальное положение,
незначительной
незначительной
и
и
Тенденция иекотот^ 6 иска)ке,|»е ТБП [8].
фосфора заместители^ ^ПиР°ФосФ°ранов, содержащих у атома эть структуру , сокои электроотрицательностью, прини- апряжения цикла и п\7итЖДалась с точки зрения уменьшения лось также, что имеющий ? ЭлектР°нного баланса [9]. Отмеча- ляют различать струХп Даиные динамического ДМР не позво- 16ктуры с геометрией ТБП и КП,
Во всех известных соединениях, обладающих геометрией ТБП, апикальные связи имеют большую длину и являются, следовательно, менее прочными, чем эквивалентные экваториальные связи. Разница в длине связей изменяется от 4,3 пм в пентафторфосфоране до 14,3 пм в пентафенилфосфоране. Из этих данных ясно следует, что малый цикл, включающий фосфор, будет занимать предпочтительно апикально-экваториальное (ае) положение в ТБП, а более электроотрицательные заместители будут стремиться занять апикальное положение. Эти «правила преимущества» широко используются при обсуждении данных спектроскопии ЯМР фосфоранов и при изучении кинетики и продуктов реакций гидролиза эфиров кислот фосфора. Важно, однако, отметить, что электроотрицательность лигандов является лишь одним из факторов, влияющих на положение, занимаемое ими в ТБП (см. разд. 10.4.3).
Исследования различных фосфоранов показывают, что на равновесие с соответствующей фосфониевой солью (уравнение 1) влияют, по-видимому, два основных фактора. Первым из них является наличие малого цикла. Согласно предположению Рамире- ua [1], стерические взаимодействия ослабляются, если фосфор входит в состав малого цикла и, следовательно, фосфорановая структура стабилизируется. Так, например, в то время как соединение (8) существует в растворе в виде смеси фосфорана и фосфо- нииэтоксида, эквивалентное соединение (9) с четырехчленным Циклом целиком существует в форме фосфорана.
PhMe2P(OEt)2 ч=Ь PliMe2POEt + EtO' (8)
P(OEt)2 (9)
Ph
Можно ожидать, что при возрастании электроотрицател связанных с фосфором групп стабильность фосфониевого и?°СТи будет снижаться и равновесие (см. уравнение 1) будет смешя3 в сторону фосфорановой структуры. Так, при замене амино °Я алкильной группы, связанной с атомом фосфора, на алкокси™,," пу стаоилыюсть фосфорана возрастает; например НО) cvn.eAm' форанаСТВ°Ре ° ДИП0ЛЯРН0Й Ф°₽ме- т°™ к™ (") - в форме S
(10)(10)ОРгОРг
(10)
(10)
ОРг
ОРг
«hh^Zh’ZZXm^^
исключений, например ГЙО ’РР ° небольшое (ROLP+ -ррй(К?ЬРР3, который существует в форме
фосфораны а тзкжр ЧН°И димеРН0Й ионной структуре. Хлор- гораздо более склонныСт°ТВеТСТВуЮЩНе бР0М" 11 иодпроизводные новесия между ковалентной3? И°НН“е Ф°РМы- Для изучения рав- меняется метод ЯМР E v ионном структурами с успехом примах обычно имеют ". Химическпе сдвиги 31Р в хлорфосфорачении полярности ложительные значения. Однако при увели- возрастает, что пп^воТВ°РИТеЛЯ Доля и°нной формы в растворе сдвигов 31Р п в 1Т к Уменьшению значений химических хлорфосфораны имею? РастВоРителях, как ацетонитрил, фенил- ски.х сдвигов, что vT<n ИЛЬно отрицательные значения химиче- ионов. ’ У азывает на присутствие хлорфосфониевых
Теоретические ас
такоординированного11^? ж химнческой связи в соединениях пен- и большая длина апи? п?°Р3| В ТОм числе правила преимущества ными, широко обсмжпо НЫх СВязей по сравнению с экваториаль- здесь является вопопе ?ТСЯ в литеРатуре [3, 4, 10]. Основным "ИДро^^Ф°СфОра В °6р33ша'
тибридных sp3d К3^тов проблеме основан на привлечении j8SjD орбиталей. При участии ^-орби-
пей возникает ТБП конформация, если в гибридизацию включаются dx^-орбнталн образуется конформация КП [3]. Под влиянием электроотрицательных заместителей диффузные d-орби- тапп комбинируются таким образом, что становится возможным эффективное перекрывание с s-и р-орбиталями.
Поскольку для переноса электронов фосфора на d-орбитали необходима значительная энергия, делались попытки описания химической связи в фосфорапах без привлечения d-орбиталей. Расчеты по методу молекулярных орбиталей для РН5 показали, что участие d-орбиталей оказывает лишь незначительное стабилизирующее влияние на несвязывающие орбитали [10]. Таким образом, по-видимому, в расчетах по методу МО роль ^-орбиталей в образовании о-остова незначительна. Хотя привлечение Зd-opбитaлeй не является, по-видимому, необходимым для описания о-остова, они могут использоваться для описания л-связей.
Рамирец, Уги и сотр. [И] показали, используя полуколичествен- ные расчеты, что фосфораны заметно стабилизируются за счет смещения электронной плотности с л-орбиталей лигандов на d-орбитали фосфора; было предсказано, что л-взаимодействие оказывает некоторое влияние на предпочтительное расположение лигандов в том или ином положении ТБП. Такое взаимодействие больше для лигандов, занимающих экваториальное положение, в результате чего более электроотрицательные лиганды вытесняются в апикальное положение. Следовательно, чем больше л-донорная способность лиганда, тем менее выгодно для него апикальное положение. И наоборот, для л-акцепторов наибольшее перекрывание орбиталей достигается в апикальном положении. Общая апи- кофильность той или иной группы определяется, таким образом, соотношением между ее электроотрицательностью и л-донорной или л-акцепторной способностью.
Расчеты [10] показывают также, что хотя неподеленная электронная пара лиганда в апикальном положении не имеет какой- либо предпочтительной ориентации, экваториальные заместители с единственной донорной орбиталью (неподеленной парой электронов) будут стремиться принять такую ориентацию, чтобы эта орбиталь находилась в экваториальной плоскости. Следовательно, должен существовать барьер вращения вокруг экваториальной CB?^ Такие барьеры вращения, имеющие значения от 20 до П91 ^Дж/моль, наблюдались в амино- и алкилтиофосфоранах [12]. Стремление неподеленной электронной пары экваториального атома азота расположиться в экваториальной плоскости отчетливо наблюдается в структуре стабильного фосфорана (12)
I. атом азота располагается копланарно со связанными с ним | местителямщ а неподеленная электронная пара находится в ФосАппл плоскости. Данные рентгеноструктурного анализа элеютпп Н3 показывают, что стремление неподеленной пары Фосйппыи8 занать экваториальную плоскость вынуждает оксаза-
* р ановыи цикл принять конформацию ванны. Этот эффект
имеющий значение порядка 50 кДж/моль дЛя неподеленных п‘ Ь ашпх азот. „ Серу, и, возможно, около заместителей, сод , дсодсржащих заместителей, является 20 кДж/моль дан ете осфоринановых ЦИКЛов и может сказы- обшим тля нис на стереохимию нуклеофильного заме- ".ш^ в подобных соединениях.
F3C CF3У ,СР3ОCF3Me2N-P4OC6H4Br.zzОС6Н4Вг-лF3C CF3У ,СР3ОCF3Me2N-P4OC6H4Br.zzОС6Н4Вг-л
F3C CF3
У ,СР3
О
CF3
Me2N-P4OC6H4Br.zz
ОС6Н4Вг-л
F3C CF3
У ,СР3
О
CF3
Me2N-P4OC6H4Br.zz
ОС6Н4Вг-л
ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕОРГАНИЗАЦИЯ ЛИГАНДОВ
Расчеты показывают, что наиболее стабильным Р^полож ем пяти лигандов вокруг центрального атома Ф^Ф0?^^,^. ТБП. Однако КП с углом 104° между аксиальной и эква™р _ ными связями лишь немногим менее стабильна, что ‘ считать, что конфигурация ТБП не является для ф Ф P единственно возможной (см. разд. 10.4.1) и, следователь , - ду двумя структурами может существовать обмен или Ра
Спектроскопия ЯМР 19F показывает эквивалентно ы пяти атомов фтора в пентафторфосфоране вплоть до темп Р "ва. —197 °C, несмотря на то что другие физические методы ук.д^р г> ют на ТБП структуру с двумя типами атомов фтора, о ые Берри объяснил эти данные ЯМР, постулировав, что Р33-^ счеТ положения атомов фтора очень быстро уравновешиваются ше. процесса реорганизации лигандов, названного им «псевдо Р зе-1 нием» (схема 2). Используя одну из экваториальных (в данном случае 5) за точку отсчета, сместим оба аППК " ^pj лиганда навстречу друг другу, в результате чего образует ное как переходное состояние пли промежуточный продукт, и I ^ смещение двух первоначально экваториальных лигандов еЛ в апикальные положения дает новую ТБП, в которой пр попарный обмен лигандов. Кажется, что произошел п°в°Р ьНое гандов, хотя в действительности имеет место лишь коле0апп*наль- движение. Атом, взятый за точку отсчета, остается экватркдце. ным. Выбирая для нового псевдовращения Берри (ПВЬ) стве точки отсчета различные экваториальные атомы, мож вести в равновесие все положения ТБП.
Рассматривались и альтернативные процессы [14], однако они были отвергнуты на основании данных Уайтсайдса и Митчелла П5] изучавших спектры ЯМР 31Р диметплампиотетрафторфосфо- рана Было обнаружено, что при —100 °C в спектре имеется триплет триплетов, ожидаемый для статичной ТБП с диметнламино- группой в экваториальном положении. При —50 °C, однако, спектр представляет собой правильный квинтет, что согласуется с расщеплением сигнала фосфора на четырех эквивалентных ядрах фтора. На основании анализа сигналов в спектре в интервале температур от —50 до —100 °C авторы сделали вывод, что эквивалентность атомов фтора обусловлена одновременным обменом двух апикальных и двух экваториальных атомов фтора. Механизм Берри согласуется с полученными результатами, тогда как альтернативные процессы, рассматривавшиеся Меттертье, находятся в противоречии с ними. Возможно, однако, что наблюдаемый Уайтсайдсом и Митчеллом барьер равновесия для атомов фтора обусловлен замедлением Р—N-вращения (см. разд. 10.4.1), в то время как псевдовращение все еще происходит быстро [16].
Рамирец, Уги и сотр. [17] предложили для взаимопревращений ТБП альтернативный механизм политональной перегруппировки, названный ими «турникетным вращением» (ТВ). Основной процесс изомеризации включает три одновременных перемещения лигандов (схема 3): 1) смещение лигандов 1 и 2 на угол ~9° для создания «пары лигандов»; 2) смещение лигандов 3 и 4 от первоначального угла 120° до угла ~90° с образованием «трио лигандов» (3, 4 и 5); 3) поворот пары лигандов относительно трио лигандов на 30°. Эти колебательные и одно вращательное движение Приводят к так называемому барьеру 30° ТВ — структуре, обладающей высокой энергией. Продолжение вращения и восстановление углов ТБП приводят к новой ТБП конформации. Общий процесс сводится, таким образом, к попарному обмену лигандов, эквивалентному ПВБ при использовании в качестве точки отсчета лиганда 3.
Основное отличие от механизма Берри состоит в том, что имеется возможность протекания «многократного ТВ» (схема 4). Днажды достигнутый барьер 30° может через барьер 0° (14) Ретерпевать дальнейшее вращение. Это позволяет осуществить
взаимопревращения конформеров, не связанных
ПВБ, без привлечения других интермедиатов ПВБ кот СТВеннь,м обладать высокой энергией.’ °РЫе могут
1
2Р'"
5
30
Б
ТВ
1
34
ТВ
2
4
(14) 0"ТВ
34
1
ч
з
2
1
6
(тв)*
1
2—р^
3
л
Ч
ч
1
з
4
(тв)3
2
1—Р'
(4)
5 х
времени достоинства
5
ТВ В течение длительного
проявления механиэмТ1^^"1^ ДПскУссии- Точные доказательства в следующем.
процессов ПВБ и
довольно ограниченны и заключаются
। (2ог ч
ремещения OKcaAoc^oT^m^ энергия, необходимая для пе- женне, составляет ~ inn гя°Г/° Цпкла в Диэкваториальное поло- лано предположение что*-^Моль- ^а основании этого было сде- фосфоранов возможен т1ппХ"ТЯ ^^ ИЗОМеРизацпи ациклических Должны претерпевать °И механпзм. циклические фосфораны Пикл выступает в этом °0МеРпзаНИю только за счет ТВ, причем Данным некоторых штлпл43^ как паРа Д,,гандов [17]. Однако по
помещения Ю.4.3), энергия, необходимая оставляет 40—80 к и у/ цикла в Диэкваториальное положение, путем, представляются ^в°ЛЬ' Оценки, получаемые расчетным получения стабильного особенно в свете недавнего
ЫпхЧепЫРехчленный пики Ф°Рана (^), имеющего диэкваториаль-
на На-тичиеОВп?т1гтКарКаСНОго оксифосфорана (15) ука- де ейС М?1- На основ нтЦП0НН0Й ^мерпз'цип даже при вопя * автоРЬ| прпшти к о\ ' ^Рпссмогренпя молекулярных мо- ностТ нВаП°РМа'ино^ проХТпВБеВОЗМОЖ^ ДЛЯ (,5) у432 мп акЛадь,ваемых 6 из-за ограничений в подвпж- м». ВЗа“-мопреВра1Де^ ада^антановым каркасом. Другими слова- 22 ’ пР°текающие через барьер 30° ТВ, явля-
ются энергетически выгодными, тогда как взаимопревращения через КП требуют больших затрат энергии. Однако действительные различия между КП и барьером 30° ТВ весьма малы.
Конформация 30° ТВ структурно и электронно очень близка к КП, а конформация 0° ТВ — к структуре ТБП. Таким образом, кажется вполне правомерным представить, что реальная изомеризация (16) в (17) (схема 5) протекает через частицы, имеющие структуру, промежуточную между указанными граничными структурами, особенно ввиду того, что исходное соединение будет почти несомненно искаженной ТБП (или 0° ТВ).
Основным отличием между конформацией 0° ТВ и ТБП является то, что угол между связями внутри трио лигандов составляет 90°, тогда как в ТБП он равен 120°. Следовательно, напряжение цикла в спирофосфоранах не должно было бы возрастать при переходе от ТБП (16) к конформации 0° ТВ (18). Взаимопревращение спирофосфоранов протекало бы, таким образом,
псевдовращение Берризпсевдовращение Берриз30е30е(19) ТБП(19) ТБПтурникетное вращениетурникетное вращение(5)(5)5530’30’
псевдовращение Берриз
псевдовращение Берриз
30е
30е
(19) ТБП
(19) ТБП
турникетное вращение
турникетное вращение
(5)
(5)
5
5
30’
30’
через барьер 0° ТВ, а не через промежуточную ТБП (19), в КОто. рой напряжение цикла возрастало бы.
Однако превращения типа (16)->(17) с участием спирофоСф0. панов в действительности имеют заметные энергетические барьеры обусловленные в том числе и увеличением напряжения цикла (см. разд, ю.4.3). Определение энергетического барьера отдельно от вклада напряжения цикла является трудной задачей. Важную роль могут играть пространственные факторы, поскольку отклоне- ние на угол 9°, испытываемое парой лигандов, приближает их друг к другу. Наблюдаемые энергетические барьеры порядка 40—80 кДж/моль, однако, слишком высоки, чтобы их можно было объяснить только этим стерическим взаимодействием.
В дальнейшем, для простоты, процессы пермутациониой изомеризации будут формально обсуждаться в терминах механизма Берри.
Для фосфоранов с пятью различными лигандами возможны три первоначальных псевдовращения, включающие три возможные комбинации пар экваториальных лигандов и приводящие к трем новым изомерам. Псевдовращение этих изомеров дает шесть новых изомеров, которые также могут участвовать в псевдовращении; этот последовательный процесс приводит в итоге к образованию 20 изомерных фосфоранов, составляющих десять энантиомерных пар и связанных между собой 30 путями псевдовращения. С целью облегчения анализа возможных путей псевдовращения, ведущих к конкретному фосфорану, предложен ряд топологических представлений [3], большая часть которых основана на 20-вершинном графе Балабана. В качестве иллюстрации таких представлений можно использовать граф Дезарга—Леви (20), предложенный Мислоу 118].
Вершины графа соответствуют 20 возможным изомерам, а ребра 30 псевдовращениям. Изомеры обозначают по апикальным лигандам, а хиральность каждого изомера указывают по возрастающему порядку числовых индексов экваториальных лигандов: если смотреть от апикального лиганда с наименьшим числовым индексом, и если числовые индексы возрастают по часовой стрелке, то получается изомер с чертой, если против часовой стрелки без черты. Так, изомер 14 и его энантиомер 14 представляют собой два возможных изомера, в которых лиганды 1 п 4 на
ходятся в апикальных положениях.
Из рассмотрения графа можно сделать следующие важные вы- 1)' В случае неограниченного процесса псевдовращения для нанмопревращеипя энантиомеров, расположенных симметрично относительно центра симметрии графа, требуется пять последова- тезьных псевдовращений. 2) Если для какого-либо лиганда апикальное положение является запрещенным, то взапмопрсвращать- ся могут лишь изолированные пары изомеров, и, таким образом, рацемизация фосфоранов происходить не может. 3) Для циклических фосфоранов, в которых цикл обозначается индексами 1 и 2, граф (20) превращается в «гексаастерановый» граф (21), поскольку изомеры, имеющие оба циклических атома в апикальных положениях. исключаются. «Звездные точки» представляют изомеры, в которых цикл находится в положении ее.
В случае малых циклов подобные фосфораны должны обладать высокой энергией, и при их исключении из рассмотрения граф вырождается в два несвязанных между собой цикла псевдо- вращения. Следовательно, рацемизация у фосфора в циклических фосфоранах (в рамках механизма ПВБ) может протекать только через промежуточные структуры с циклом в диэкваторпальпом положении.
АПИКОФИЛЬНОСТЬ И НАПРЯЖЕНИЕ ЦИКЛА [3. 19]
Для понимания роли первоначально образующихся ТБП и дальнейшей изомеризации этих интермедиатов в процессе нуклеофильного замещения у атома фосфора необходимо иметь возможность оценивать относительную стабильность различных, способных образовываться ТБП. Разница в энергии между двумя изомерными ТБП может быть рассчитана на основании изменения относительной способности лиганда занимать апикальное положение (апикофпльность) и изменения напряжения цикла в том случае, когда малый цикл перемещается из апикально-экваториального (ас) в диэкваториальное (ос) положение.
Апикофпльность лиганда зависит от р—Д,-взаимодействия, л о-взапмодеиствия, поляризуемости, пространственных факторов, а также от электроотрицательности (см. разд. 10.4.1). Апикофи.ть- ность всегда вычисляется по отношению к другому лиганду, поскольку при перемещении одного лиганда нз экваториального положения в апикальное, другой лиганд вынужден перемещаться в обратном направлении. Таким образом, разница в энергиях между ТБП (22) и (23) (схема 6) является мерой различия в апикофильности лигандов X и Y.
Наиболее богатым источником информации об относи апикофпльностп является динамическая спектроскопи Те^"°й стабильных фосфоранов, данные которой интерпретируют^ $^р ки зрения изомеризации, включающей взаимный обм^ С Т°4' апикальных заместителей на любые экваториальные Т^' №^x объектом подобных исследований является аддукт гексасЬтИПИЧНЬ1М тила (24). В том случае, если лиганд А более апи РьИаЦе' чем В, наиболее стабильной конфигурацией будет (24) тлК0(рю1ен> в окружении обеих CF3-rpynn, фиксируемые с помощью ЗМенения скопни ЯМР i9F при различных температурах, осушРгТп КТро‘ через промежуточные топомеры (25) и (26) (схема 7) обл Ляются высокой энергией. При фиксированной группе В энеп аДаЮЩИе процесса изменяется симбатно с изменением апикоДипк«п1Я Tr° отношению к В. Свободная энергия активации будет пор А П° разницу в апикофильности А и В на незначительную веХТ'
вероятно, порядка 15 кДж/моль.вероятно, порядка 15 кДж/моль.пля^ВЬ'СОК> ^«^л^реорганизации лигандов доста-
вероятно, порядка 15 кДж/моль.
вероятно, порядка 15 кДж/моль.
L^'i0^Hto РавноД™^^трических изомеров (27) и (28), Должен занимать ппплИЯ МежДу которыми четырехчленный 26.жение ее, для получения аналогичных
упьтатов могут быть использованы общепринятые кинетические методы исследования.
К интерпретации данных динамического ЯМР следует подхо- ь с осторожностью. В некоторых случаях несомненно имеет место диссоциация на ионные пары, в других случаях эту возможность также нельзя исключить полностью. Кроме того, в присутствии незначительных количеств нуклеофильных примесей могут быть получены неожиданно низкие значения энергетических барьеров. Данные многих ранних работ, касающихся фторфосфопанов были подвергнуты сомнению в свете наблюдений Доака J90] который показал, что контролируемый методом ЯМР обмен фтора в дифенилтрифторфосфоранс в тефлоновых ампулах протекает внутримолекулярно, однако в ампулах из стекла пирекс эта реакция в действительности межмолекулярная.
CI
OR^>OR^>F*80F*80ННМе< изо-Pr<Bu-третR2N Me<C=C<PhоМе< изо-Pr<Bu-третR2N Me<C=C<Phо
OR^>
OR^>
F
*80
F
*80
Н
Н
Ме< изо-Pr<Bu-трет
R2N Me<C=C<Ph
о
Ме< изо-Pr<Bu-трет
R2N Me<C=C<Ph
о
COR gph
Рис. 10.4.1. Шкала относительной апикофильности (в кДж/моль).
Накопленные данные позволяют построить шкалу апикофильности различных лигандов по отношению к фенильной группе (рис. 10.4.1). Относительные апикофильности в некоторой степени изменяются в зависимости от конкретной системы, используемой для их измерения. Это не является неожиданным, так как индуктивное и мезомерное взаимодействие между данным лигандом и фосфором изменяется в зависимости от природы других лигандов. ■
Данные динамического ЯМР стабильных фосфоранов позволяют также определить значения энергий, необходимых для перемещения цикла из более стабильного положения ае в положение ее. Триппет, например, для вычисления энергии перехода ае-*ее для пятичленного цикла использовал спирофосфоран (29). Исследовался ЯМР заместителей в цикле, остающемся в положении ае. В этом случае считали, что обладающая высокой энергией ТБП (30) с пятичленпым циклом в положении ее эквивалентна переходному состоянию между (29) и (31) (схема 8). При перемещении цикла из положения ае в положение ее другая группа из экваториальной должна стать апикальной. Общая энергия будет, таким образом, складываться из члена, отражающего увеличение напряжения цикла при переходе ае-^ее, и члена,
изменение в апикофильности атомов, обмениваю-изменение в апикофильности атомов, обмениваю-(29)(29)(31)(31)
изменение в апикофильности атомов, обмениваю-
изменение в апикофильности атомов, обмениваю-
(29)
(29)
(31)
(31)
ш“™э”в^^" аг,,,ка-"ь'1ым положениями.
Необходимо рассмотреть еще один фактор; относительную ориентацию неподеленных пар электронов у гетероатомов. Например, при перемещении цикла в (32) из' положения ае в положение ее неподелепная пара электронов экваториального атома X переходит от выгодной ориентации в экваториальной плоскости в плоскость апикальных лигандов. Неподеленная пара электронов атома Y также занимает невыгодное положение. Следовательно, общая разница в энергиях (АЕ) между (32) и (33) будет складываться из напряжения цикла (S), обычной разницы в апико- фнльпости лигандов R и Y, измеренной в ациклической системе (ДА), энергии, необходимой для перемещения неподеленной пары электронов атома X из экваториальной в апикальную плоскость (/?х), и дополнительного члена, учитывающего вращение неподеленной пары электронов атома Y из экваториальной плоскости в апикальную (RY) (уравнение 9).
(9)(9)С учетом всех типов малых цикС учетом всех типов малых цик
(9)
(9)
С учетом всех типов малых цик
С учетом всех типов малых цик
^■^(33-32) — S + ДА + /?х + R4
этих факторов можно рассчитать для различных ,лов энергию, необходимую для перемещения их
Диэкваториальное положение. Некоторые из этих данных приве
дены в табл. 10.4.1.
„ ВЛ1|яние пространственных факторов на псевдовращение изу....Читается, что апикальное положение пространствен
3атРУд-ено, поскольку здесь имеются три ближайше пЛаГпСТИТеЛЯ’ тогда как в экваториальном положении
в^Ост°янное увеличение барьера псевдовращення Щ )
рРУпп R и R1 от метила до ^ет-бутила соУ с росюм пространственных затруднении в аппкальн -
фосфораныфосфораны595970708484
фосфораны
фосфораны
59
59
70
70
84
84
Таблица 10.4.1. Энергия перехода цикла из положенияае в положение ее в стабильных фосфорапах
AG* кВж/моль
L 7г92MeN IL 7г92MeN I
L 7г92
MeN I
L 7г92
MeN I
МеГ^ |
4=±)р~122
MeN |
положении, так как увеличивается объем остающейся в эквато риальном положении алкильной группы [19].
Псевдовращенпе пента- и тетраалкоксифосфоранов обычно „ропсхо ТИТ очень быстро, поэтому вид спектра ЯМР Этих соединений не зависит от температуры. Однако в случае метилтет- оакис (2,6-диметил феиоксп) фосфорапа вид спектра в интервале температур от комнатной до —65 С зависит от температуры; замедление" ПВБ в этом случае было приписано большим пространственным затруднениям [21].
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРАНОВ [3]
Обычно фосфораны синтезируют из соединений фосфора (Ш) с помощью реакций присоединения.
Реакции с источниками галогена
Один из самых обширных классов соединений пентакоорди- нированного фосфора составляют фторфосфораны. Обычно их получают взаимодействием соединений фосфора (III) с фтором или гексафторидом молибдена; используют также менее распространенные источники фтора, например дифтордиазирин, тетрафтор- гидразин, трифторметилпероксид и дифторид ксенона (уравнения 11-16) [22].
(И) (12) (13)(14)(И) (12) (13)(14)(15)(16)(15)(16)PF3 + F2 —> pf5
(И) (12) (13)
(14)
(И) (12) (13)
(14)
(15)
(16)
(15)
(16)
Ph3P + F2N—NF2 —> Ph3PF2Ph3P + F2N—NF2 —> Ph3PF2R3P + MoF6 —> R3PF2R3P + F2CN —> R3PF2
Ph3P + F2N—NF2 —> Ph3PF2
Ph3P + F2N—NF2 —> Ph3PF2
+ (cf3o)2+ (cf3o)2
+ (cf3o)2
+ (cf3o)2
Px
Ph
PhCOPMe2 + XeF2 —> PhCOPF2Mes
Реакции с пероксидамии аналогичными системами
вза!?мпп^К0КСИ?0СФ°рань,> например (36), были получены при Анатогиим ТВИИ ФОСФИТОВ с диалкилпероксидами (уравнение 17).
Реа^ протекают с Циклическими фосфитами некотопым Ф°сФ°нитами и фосфинитами. В этой реакции (37) (уояиирм ех?т использовали также циклические пероксидь 1 (УР внение 18); аналогичная реакция с 3,4-бис(трифторме- 30
СО СВЯЗЯМИ(17)СО СВЯЗЯМИ(17)(38)PhSOEt + (EtO)3P —> (EtO)5P(38)PhSOEt + (EtO)3P —> (EtO)5P(18)(18)(19)(20)(19)(20)
СО СВЯЗЯМИ
(17)
СО СВЯЗЯМИ
(17)
(38)
PhSOEt + (EtO)3P —> (EtO)5P
(38)
PhSOEt + (EtO)3P —> (EtO)5P
(18)
(18)
(19)
(20)
(19)
(20)
тИЛ)дитиетеном (38) приводит к сппрофосфорану р_1§ (уравнение 19).
'(ЕЮ)3Р + EtO—OEt —> (EtO)sP
(36)
Основным недостатком этих методов (помимо неудобств, создаваемых неустойчивостью пероксидов) является побочное образование ряда других соединений, особенно продуктов окисления исходных соединений фосфора (III). Неудобства, связанные с природой пероксидов, устраняются при использовании бензолсульфе- натов [23], которые вступают с фосфитами в необычную реакцию (уравнение 20); при этом, по-видимому, первоначально образуется смешанный фосфоран, который реагирует далее со второй молекулой алкилбензолсульфената, давая конечный продукт.
Реакции с монокарбонильными соединениями
Если карбонильное соединение подходящим образом активировано, т. е. если X (схема 21) способен стабилизировать отрицательный заряд, оно может реагировать с соединениями фосфора (III), давая аддукты типа (39) или (40). Гексафторацетон, флуоренон и n-нитробензальдегид образуют аддукты 2: 1 типа
(39). Простые альдегиды дают аддукты типа (40) по данном случае локализация отрицательною заряда ’ на СКоль,<У о лерода в биполярном промежуточном продукте иевыгоди ЗТрМе Уг- цин пентафторбензальдегида с триэтилфосфитом пеон' В Реак’ образуется 1,4,2-дпоксафосфолан [ср. (40)].
тем медленно изомеризуется в 1,3,2-диоксафосфолаи Гг,Д Л1Си"
1СР- (39)1,
Реакции с сопряженными системами
г„ япеменн опубликования первых работ Рамиреца этот пол- Со времени о, у получения большого числа фосфорапоо. ХоДпошо известны реакции соединений фосфора(Ш) с «-днкарбо- Хорошо нзвеелн 1В-ненасыщенные карбонильные соедн-
"Х““"1 К епы также могут успешно использоваться в этих реакциях (уравнение 22-26). Было показано что монотнобензял также реагирует по схеме циклоприсоединения 134).
Мех
Me^
0
Ph
Ме^
Г + (PhO)aPPh -
Me^
0
)P(OPh)2
(23)
Ph^
phx
S
Ph
Ph
+ PhP(OMe)2 -
Ph
0
)P(OMe)2
(24)
Me-s^
^0
Mex
0
Ph
Ас'//-
+ PhP(OMe)2 -
Ac^
1
T(0Me)2
(25)
1 Ph
(22)
соответг соединений ]И3 а'0"НеНасыщениых карбо-
с твУЮ1дие 1 Д2-диокгяжФ°кСрОлень1 менее устойчивы, чем жается30ВаНИем биполярных ?°сФ0,Фень1> и склонны к ионизации или алкиРИ замене экзоциклМ' ТеМпеРатУРа диссоциации сни- алкильные группы Тп1'еСКИх алкоксигрупп на арильные ичные фосфины, например, не дают
типа; образующиеся существуют только втипа; образующиеся существуют только в, ,u„ur фосфоранов рассматриваемого адлекты уж=Ф"Р" “М^™'1 температуре биполярной форме.
типа; образующиеся существуют только в
типа; образующиеся существуют только в
Реакции с 1,2-диолами и 2-аминоспиртами
ФосФонпты в присутствии оснований вступают в интересную прзкцию с пирокатехином, давая фосфораны и водород (уравне- Р, оу). Некоторые производные фосфористой кислоты также реа- гиосют с 1 2-диолами и 2-аминоспиртами с образованием фосфора- нов, содержащих связь Р—Н, например (41) и (42) (уравнения 28, 29).
R
-р-к + но(сн2)лон + спгфг-и»), —>- О^ + (««-Рг)2йн2 а (зо) ^н2)л
„Описан удобный метод получения спирофосфоранов взаимодействием соединений фосфора (III) с 1,2- или 1,3-глпколями и N-хлордиизопропиламином (уравнение 30) [25].
Реакции обмена
Ациклические алкоксифосфораны легко взаимодействуют с некоторыми диолами, например с пирокатехином; реакция протекает ступенчато и приводит к циклическим фосфоранам. Реакции этого типа широко используют для получения моноциклических фосфо- ранов и спирофосфоранов (уравнения 31—33). Хорошие результаты достигаются, однако, лишь при использовании 1,2- или 1,3- Диолов.
»3»32 Зак. 497
»3
»3
(EtO)3P +(EtO)3P +(31)(31)(32)(32)(33)(33)
(EtO)3P +
(EtO)3P +
(31)
(31)
(32)
(32)
(33)
(33)
В реакциях обмена могут также использоваться аминоспирты Описано взаимодействие фосфорана (43) с эфедрином, приводящее к бициклическому фосфорану (уравнение 34), причем из раствора выкристаллизовывается лишь один изомер; при 60 °C в растворе оба изомера находятся в равновесии [26].
РНPhРНPh(43)(43)MeMe(34)(34)
РН
Ph
РН
Ph
(43)
(43)
Me
Me
(34)
(34)
Пентахлорид фосфора может быть превращен в пентафторид нагреванием с пентафторцдом сурьмы (уравнение 35) и другими фторирующими реагентами. Пентафторид фосфора и другие фтор- фосфораны РДаг»РУЮт с аминами, давая аминофторфосфораны ( равнение 36). Шмутцлер разработал метод получения моно- и о 'д,,^Иа,'1киа,а?'н2!0)ФтоРфосфоранов, основанный на взаимодей- ТорФ°сФ°Раиов с силилпрованными аминами (уравне- топ амещение первого атома фтора протекает быстро, вто- останяти^™^ замещаетСя медленнее и на этой стадии реакция останавливается.
(35) PCl5+SbF5 —> PFs+SbCh^ ~
RPF4 + 2R‘NH2 —> RPFsNHR1 + R*NH3 F
-78°СM^SiNRa R N) pF3 (3''
PF5 + R2NSiMe3 ► Me3SiF + R2NPF4 150cC2"
, vnm замещению
Описан интересный пример этой реакции, пВ\нный тетра- подвергаются четыре атома фтора [27]. Силилир ‘0(-. с пентаазациклододекан (циклен) гладко реагирует при фторидом фосфора, давая фосфоран (44) (уравнены ц в синте
Галогенфосфораны являются исходными соедин пспользуЮ1 зе алкилгалогенфосфоранов. Обычно в этой реак взанмоДе1‘" фторфосфораны; например, пентафторид фосфора пр ? алкИ-Т" ствип с тетраалкильнымп производными свинца о р 34
адторфоефораны. Описано получение пентаалкилфосфораиов (46) которые представляют собой достаточно устойчивые ракпионноспособные твердые вещества, реакцией соответствую- х хлорпроизводных с тетраметилсвинцом (уравнения 39, 40)
[28],
P-SiMe3
(СГз)зРС12 + Ме«РЬ —► (СР3)3РМе2(39)
(45).
(СРа)2РС1з + Ме4РЬ —► (СР8)2РМе3(40)
(46).
Связанный с фосфором атом водорода в фосфоранах, содержащих связь Р—Н, является достаточно кислым и способен отщепляться при действии сильных оснований. Образующиеся анионы в соответствующих условиях могут быть проалкилированы алкил- галогенидами с сохранением фосфорановой структуры. Однако некоторые анионы, например анион, получающийся из фосфорана (47), находятся в равновесии с соединениями фосфора(III), о чем свидетельствует образование (48) при силилировании триметил- хлорсиланом (схема 41) [29].
' 10.4.4.7. Прочие методы синтеза фосфоранов' 10.4.4.7. Прочие методы синтеза фосфоранов
' 10.4.4.7. Прочие методы синтеза фосфоранов
' 10.4.4.7. Прочие методы синтеза фосфоранов
котщ)ЛИДЫ $0сФ°Ра способны протонироваться, давая фосфораны, Фоом^ находятся в равновесии с соответствующими ионными и ами. Взаимодействие илидов с эпихлоргидрином приводит к
стабильным бициклическим фосфоранам (49), которые, как поп гают, образуются из промежуточных илидов (уравнение 42) [зр] Фосфораны типа (50) очень удобно получать реакцией фосфин иминов с эпоксидами (уравнение 43) [ЗЦ.* н"
Ph3P=CHR + О сюн2-нс—сн2Ph3P=CHR + О сюн2-нс—сн2RNRNPh3P=NR +*
Ph3P=CHR + О сюн2-нс—сн2
Ph3P=CHR + О сюн2-нс—сн2
RN
RN
О
PhOCH2—НС—-СН2
RR(49)(49)° CH2OPh(50)° CH2OPh(50)Для генерирования нитренов (см. гл. 10.3) уже в течение длительного времени используют реакцию присоединения соединений фосфора(III) к ароматическим нитро- или нитрозопроизводным. В некоторых случаях в результате этой реакции образуются стабильные фосфораны; например, при деоксигенировании 2-нитро- ариловых простых эфиров получены оксазафосфораны (51) [32]. Возможно, что это превращение протекает через промежуточные спиродиенильные катионы (схема 44).
R
R
(49)
(49)
° CH2OPh
(50)
° CH2OPh
(50)
Значительным достижением является синтез стабильных Форанов общей формулы (52) [33] реакцией динеопентилфосф нита с пинаконом (уравнение 45) или присоединением фенол производным фосфора(III) (уравнение 46).
\1/н
(52)-/ ^OR■
H2 + RCHaOHH2 + RCHaOHО OCH2RО OCH2R(45)(45)(RCH,O)2PH +R = Ви-трет(RCH,O)2PH +R = Ви-трет(46)(46)
H2 + RCHaOH
H2 + RCHaOH
О OCH2R
О OCH2R
(45)
(45)
(RCH,O)2PH +
R = Ви-трет
(RCH,O)2PH +
R = Ви-трет
(46)
(46)
Гидроксифосфораны, которые, как полагают, являются промежуточными продуктами в реакциях нуклеофильного замещения при фосфорильном центре, являются интермедиатами в различных перегруппировках. Согласно данным ЯМР гидроксифосфораны промежуточно образуются в процессе изомеризации 3-метил- пирокатехиновых эфиров фосфиновой кислоты (53) и (54). Промежуточные гндрокснфосфораны могут быть зафиксированы с помощью дназометана (схема 47) [34]. -
10.4.5. РЕАКЦИИ ФОСФОРАНОВ [3, 4]10.4.5. РЕАКЦИИ ФОСФОРАНОВ [3, 4]
10.4.5. РЕАКЦИИ ФОСФОРАНОВ [3, 4]
10.4.5. РЕАКЦИИ ФОСФОРАНОВ [3, 4]
Химические свойства фосфоранов привлекают в последние годы большое внимание исследователей. Значительное число работ освящено исследованию процессов реорганизации лигандов, дру? им физическим исследованиям, а также реакциям взацмопревра-
щений фосфоранов (см. выше). В настоящем разделе основное внимание уделено реакциям, сопровождающимся разрушением пентакоординационной структуры.
Галогенфосфораны
Большая часть фторфосфоранов чувствительна к влаге, однако все операции с ними можно проводить в стеклянной аппаратуре в сухой атмосфере. Конечными продуктами гидролиза являются соответствующие кислоты, но могут быть выделены и промежуточные продукты (уравнение 48).
r„PF5_„ + H2O —> R„PO()F3-rt —> R„P(O)(OH)3-„ (48)
Будучи кислотами Льюиса, фторфосфораны образуют комплексы 1:1 с диметилформамидом и пиридином; эти комплексы использовали для установления относительной акцепторной способности фторфосфоранов. Аналогичные комплексы с простыми эфирами и диалкилсульфидами применяли для получения оксониевых и сульфониевых солей, которые образуются при нагревании этих комплексов до комнатной температуры (уравнение 49).
ЗМе2Х-РР5 —> 2Ме3Х+ *PF6 + FSP=X (49)
RPF4 + (R'CO)2O —> RP(O)F2 + 2R'COF (50) (55)
Хлорфосфораны, а также бром- и иодфосфораны обычно чрезвычайно чувствительны к действию влаги и легко гидролизуются до соответствующих оксосоединений.
. Хорошо известна реакция превращения спиртов в алкилгалоге- ниды под действием галогенфосфоранов; при более высоких температурах эта реакция может использоваться также для получения арилгалогенидов из фенолов. Хороший метод синтеза ацил- фторидов заключается во взаимодействии ангидридов карбоновых кислот с тетрафторфосфоранами (55) (уравнение 50).
ОКСИФОСФОРАНЫ
Реакции этих соединений опоеделяются тенденцией к образованию прочной связи Р = О.
.„„^“^^ксф^фосфораны легко алкилируют соединения, с°деР кисльш водород, например воду, спирты, енолы, карбон ■ п л кислоты> превращаясь при этом в соответствующие фосфат • из вариантов этой реакции 1,2-оксафосфолен (56), кото- агечтпм бЫЛ<^ показано, является мощным этерифицируюш даже 9 4Ат°С0беН этеРпфицировать при комнатной триметил^Тиз^ кислоту (уравнение 51; R - "
№О/Ц,_] + RCO2H(56)№О/Ц,_] + RCO2H(56)
№О/Ц,_] + RCO2H
(56)
№О/Ц,_] + RCO2H
(56)
Термолиз циклических оксифосфоранов также приводит к соединениям с фосфорильной группой. При термолизе рацемического фосфорана (57) образуется в основном оксид цис-бутена-2. Это свидетельствует о протекающей в процессе реакции диссоциации, приводящей к биполярному промежуточному продукту, вращение вокруг С—С-связи в котором и последующая атака с тыла с выбросом фосфата приводят к конечным продуктам (уравнение 52). Подобные реакции фрагментации могут быть использованы для получения разнообразных гетероциклических соединений из ациклических предшественников (уравнения 53—56; промежуточные продукты не показаны).
Ph3P(OEt)2 + Х(СН2СН2ОН)2 —► —> O^~^X4-PhsP=OX = СН2, ОPh3P(OEt)2 + H2N(CH2)5OH —> —> ( ^NH + Ph3P=OPh3P(OEt)2 + Х(СН2СН2ОН)2 —► —> O^~^X4-PhsP=OX = СН2, ОPh3P(OEt)2 + H2N(CH2)5OH —> —> ( ^NH + Ph3P=O
Ph3P(OEt)2 + Х(СН2СН2ОН)2 —► —> O^~^X4-PhsP=O
X = СН2, О
Ph3P(OEt)2 + H2N(CH2)5OH —> —> ( ^NH + Ph3P=O
Ph3P(OEt)2 + Х(СН2СН2ОН)2 —► —> O^~^X4-PhsP=O
X = СН2, О
Ph3P(OEt)2 + H2N(CH2)5OH —> —> ( ^NH + Ph3P=O
(53)
(54)
(55)
(56)
Поскольку обычно в выделении промежуточных фосфоранов нет необходимости, эти реакции могут оказаться очень полезными в синтезе.
„Описано много родственных реакций, которые также могут анти применение. Из них следует отметить пиролиз аддукта
бензила с триэтилфосфитом [ (58) ], из которого через промежуток, ный кетокарбен образуется дпфепилацетплен (схема 57), и фото. лиз соединения (51), протекающий путем выброса диметилфосфо ната с образованием бирадикала и последующей его циклизацией в карбазол (схема 58) [32].
О0
Ph. , хII ..
jf )P(OEt)3 _(ЕЮ)зр^ PhC—CPh —>PhC^CPh (57)
Ph C)|roh
О OR
PhC—CHPh
Широкое применение находят также реакции фосфоранов, содержащих 1,3,2-диоксафосфолеиовый цикл, с электрофильными агентами. Взаимодействие таких фосфоранов с хлористым водородом (уравнение 59) или хлорангидридами кислот приводит к фосфатам а-гидроксиальдегидов.
О
Г ^Р(ОМе)3 4- НС1 —> Г(МеО)зРОСН2СНо1 —► (МеО)2РОСН2СНО (59) оL сг JО
Конденсацией с ацилизоцианатами получены разя замещенные 1,3-оксазолины (уравнение 60) [37]. 40
СОЕДИНЕНИЯ ГЕКСАКООРДИНИРОВАПНОГО ФОСФОРА
Число известных анионов, содержащих i ексакоординировапный Босфор, постоянно возрастает (3, 4|. Несомненно, что стабильность многих из них отчасти обусловлена их спирановой структу- пой Можно, однако, предположить, что подобные соединения иг- пают гораздо более важную роль в качестве промежуточных продуктов, чем это считалось до спх нор.
Методы получения соединений фосфора (VI)
Известно много примеров присоединения фторид-иопа к фтор- фосфорапам; типичные реакции приведены ниже (уравнения 61, 62).
AgF + PFB —* PF,; Ag4(61)
. 2RPF< + 2R1NH —> 2RPF3NR) —> RPF,' RPF(NR})2 (62)
Анион НРг при комнатной температуре легко присоединяется к трнфторпду фосфора и фторфосфинам, например (59), давая соединения фосфора (VI) (уравнения 63, 64).
РРз + НР," Na4 —> HPF6" Na4(63)
CF3PF2 + HF2‘ Na4 —► CF3PIIF; Na4(64)
"
Большая часть описанных к настоящему времени органических производных гексакоордппироваппого фосфора обладает спирановой структурой. Одним из первых примеров соединений подобного тина явился спиран (60), полученный конденсацией галогенциклофосфазена с пирокатехином (уравнение 65). Для получения этих чрезвычайно устойчивых солей существует много способов (38], однако обычно их синтезируют взаимодействием о-фепиленфосфи- тов с пирокатехином в присутствии трнэтплампна (уравнение 66).
Видептатпые литиноргаиическне соединения, такие, как 2,2'- Дилнтнйбифсиил, легко реагируют с пентахлорпдом фосфора или S° СП1|рофосфоииевой солью (61), давая комплексные трпс(2,2'- ифепилен)фосфаты (уравнение 67). Эти соли были разделены па
оптические изомеры, которые обладают чрезвычайно высоким молекулярным вращением ([M]g?8 > ЮООО ), согласующимся с их октаэдрической структурой.
(61)
Для получения ряда соединений фосфора (VI) использовали реакции замещения в фосфоранах. Спирофосфораны, имеющие подходящим образом расположенные гетероатомы, способны превращаться в анионы фосфора (VI) при действии оснований. Этим методом были получены анионы, содержащие три различных цикла, например (62) (уравнение 68) [38].
риА^о
рн
(62)
При взаимодействии фосфорана (63) с /,-( + )-миндальной кислотой (уравнение 69) с помощью ЯМР зафиксировано образование обоих диастереомеров (64), однако из реакционной смеси выкристаллизовывается лишь один из них. Эпимеризация фосфорного скелета этого диастереомера протекает медленно с \G*= — 88 кДж/моль; это значение очень близко к энергии реорганизации лигандов в пентаоксиспирофосфоранах [39].
10.4.6.2. Свойства соединений фосфора (VI)10.4.6.2. Свойства соединений фосфора (VI)
10.4.6.2. Свойства соединений фосфора (VI)
10.4.6.2. Свойства соединений фосфора (VI)
Химические свойства анионов гексакоординированного Ф^ фора, изучены недостаточно. Обычно эти соединения представ собой устойчивые твердые кристаллические вещества, не вза
действующие с холодной водой. Ожидаемая октаэдрическая структура была подтверждена их разделением на оптические изомеры, а также данными рентгеноструктурного анализа ряда соединений. Химические сдвиги сигналов 31Р расположены в более сильных полях, чем в случае соответствующих фосфоранов; типичными являются значения от 4-100 до 4-200 млн-1. Комплексы с анионами типа RPFs" имеют очень характеристичные спектры ЯМР 19F, в которых имеется дублет дублетов экваториальных атомов фтора (цис- по отношению к группе R) и дублет квинтетов аксиального атома фтора (транс- по отношению к группе R),
ЛИТЕРАТУРА
F. Ramirez, Accounts Chem. Res., 1968, 1, 168.
F. Westheimer, Accounts Chem. Res., 1968, 1, 70.
J, Etnsley and C. D. Halt, ‘The Chemistry of Phosphorus’, Harper and Row, London, 1976.
D. Hellwinkel, in ‘Organic Phosphorus Compounds’, ed. E. M. Kosolapoff and L. Maier, Wiley-Interscience, 1973, vol. 3, pp. 185—339.
M. G„ Newton, J. E. Collier, and R. Wolf, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 6888.
J. A. ’Howard, D. R. Russell, and S. Trippett, J. C. S. Chem. Comm., 1973, 856.
H. Wunderlich, D. Mootz, R. Schmutzler, and M. Wieber, Z. Naturforsch., 1974, 29b 32.
H. A. Aly, J. H. Barlow, D. R. Russell, D, J. Smith, M. Swindles, and S. Trippett, J. C. S. Chem Comm., 1976, 449.
R. R. Holmes, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 4143.
R. Hoffmann, J. M. Howell, and E. L. Muetterties, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 3047.
P. Gillespie, P. Hoffman, H. Klusacek, D, Marquarding, S. Pfohl, F. Ramirez, E. A. Tsolis, and I. Ugi, Angew. Chem. Internat. Edn., 1971, 10, 687.
E. L. Muetterties, P. Meakin, and R. Hoffmann, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 5674.
J. H. Barlow, S. A. Bone, D. R. Russell, S. Trippett, and P. J. Whittle, J. C. S. Chem. Comm., 1976, 1031.
E. L. Muetterties, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 4115.
G. M. Whitesides and H. L. Mitchell, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 5384.‘
P. Whittle, Ph. D. thesis, University of Leicester, 1974.
F. Ramirez, I. Ugi, F. Lin, S. Pfohl, P. Hoffmann, and D. Marquarding, Tetrahedron, 1974, 30, 371 и приведенные там ссылки.
К. Mislow, Accounts Chem. Res., 1970, 3, 321.
S. Trippett, Phosphorus and Sulphur, 1976, 1, 89.
C. G. Moreland, G. O. Doak, L. B. Littlefield, N. S. Walker, J. IT. Gilje, R. W. Braun, and A. H. Cowley, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 2161.
/. Szele, S. J, Kubisen, and F, H. Westheimer, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 3533.
S. Trippett and P. J. Whittle, J. C. S. Perkin I, 1975, 1220.
L. L, Chang, D. B. Denney, D. Z. Denney, and R. J. Kazior, J. Amer. Chem. Soc., 1977, 99, 2293.
A. Arbuzov, N. A. Polezhaeva, V. V. Smirnov, and A. A. Musina, Bull. Acad. Sci. U. S. S. R., 1975, 24, 1548; [6. А. Арбузов, H. А. Полежаева, В. В. Смир- о°а1ЛАЛ' мУсина. — Изв. АН СССР, Сер. хим., 1975, 1658].
n ^опе and S. Trippett, Tetrahedron Letters, 1975, 1583.
97 “ Bernard and R. Burgarda, Phosphorus, 1975, 5, 285.
, KichmQn, Tetrahedron Letters, 1977, 559.
A. I, The and R. G, Cavell, J.C. S. Chem. Comm., 1975, 716.
. P. Savignac, В. Richard, Y. Leroux, and R. Burgarda, J. Organometallic Chem.,
^TurcanTand M. Le Corre, Tetrahedron Letters, 1976, 1277.
Aooel and Л1. Halstenberg, Chem. Ber.. 1976, 109, 814.
JI G. Cadogan, D. S. B. Grace, P. К. K. Kim. and B. S. Tait, J. C. S. Per- ‘ kin I, 1975, 2376.,.
5 Trippett, in ‘Organophosphorus Chemstry, Hie Chemical Society, 1977 vol. 8, chapter 2.’
G. Kemp and S. Trippett, Tetrahedron Letters, 1976, 4381.
W G. Vonchen and H. M. Buck, Rec. Trav. chim., 1974, 93, 14.
Зф F. Ramirez, C. D. Telefus, and V. A. Prasad, Tetrahedron, 1975, 31, 2007.
/. Gloede and H. Gross, Tetrahedron Letters, 1976, 917.
D. Bernard and R. Burgarda, Compt. rend., 1974, 279C, 883.'
M. Koenig, A. Klaebe, A. Munoz, and R. Wolf .. J. C. S. Perkin II, 1976, 955
ПРОИЗВОДНЫЕ ФОСФОРНОЙ кислоты
P. С. ЭДМУНДСОН (University of Bradford)
Настоящая глава посвящена химии соединений тетракоордини- рованного фосфора, в состав которых входит фосфорильная (Р = О) группа или ее тиоаналог; соединения, содержащие аналогичным образом связанные с фосфором селен или теллур, относительно немногочисленны. В принципе все эти типы соединений можно рассматривать как производные ортофосфорной кислоты. При последовательном замещении атомов водорода па органические радикалы образуются монозамещенные фосфаты (1; Х = О), диаамещенные фосфаты (2; Х=О) и, наконец, триэфиры фосфорной кислоты (3; Х=О). Замена ОН-группы на галоген приводит к галогенангидридам кислот, а замещение на азотсодержащую группу — к амидам. Один или несколько атомов кислорода могут замещаться на серу [например, (1—3; X=S)] или селен [например, (1—3; X=Se)], что приводит к производным тио- или селено- фосфорных кислот. Наконец, последовательная замена ОН-групп на органические радикалы дает фосфоновые кислоты (4; Х=О), фосфиновые кислоты (3; Х=О) и третичные фосфиноксиды (фос- финсульфиды и т. д.) (6; Х=О, S).
X
X
X
II
II
II
RO—Р—он
RO—Р—ОН
RO— Р—OR
он
OR
OR
(1)
(2)
(8)
X
X
X
II
II
R—Р—ОН ।
R—Р—ОН
R—Р—R
ОН
-R
R
(4)
(5)
(6)
При поверхностном рассмотрении может показаться, что фосфорильная и карбонильная группы сходны между собой. Обе группы сильно поляризованы М—О (М = С или Р) и обладают значительным электроноакцепторным эффектом, что обусловливает высокую подвижность водорода, присоединенного к связанным с этими группами атомам. В случае фосфорильной группы, например в производных фосфоновых или фосфиновых кислот и даже в некоторых фосфиноксидах, активация а-СН-группы особенно значительна, если она расположена между двумя фосфорильными группами или между фосфорильной и карбонильной или арильной группами. Действительно, фосфорилсодержащие соединения с метиленовой группой очень часто выступают как удобные активные метиленовые компоненты (уравнение 1) [1].
ОО CO2Et
IАс2О6 I
(EtO)2PCH2CO2Et 4- PhCHO ► (EtO)2P—C=CHPh(1)
Как фосфорильная, так и карбонильная группы легко обнаруживаются с помощью ИК-спектроскопии: фосфорильная группа интенсивно поглощает в области 1390—1080 см-1; точное положение полосы поглощения зависит от природы заместителей, от их пространственного и электронного влияния [2,3]. На этом, однако, сходство между фосфорильной и карбонильной группами кончается. Из-за различий в гибридизации карбонильного атома углерода (плоский, sp2) и фосфорильного атома фосфора (тетраэдрический, sp3) природа электронного влияния заместителей на эти группы неодинакова: в случае карбонильной группы — сочетание индукционного и мезомерного эффектов, тогда как для фосфорильной группы — только индукционный эффект. Кроме того, вследствие значительных различий в геометрии двух рассматриваемых групп, становятся очевидными различия в пространственном взаимодействии присоединенных к этим группам заместителей. Изменения относительных скоростей гидролиза карбонил- и фосфорилхлори- Дов при варьировании заместителей у обеих групп свидетельствуют о том, что пространственные и электронные эффекты оказывают неодинаковое влияние на эти реакции [4—7].
Тиофосфорильная группа (P = S) значительно менее полярна. но более поляризуема, нежели фосфорильная группа, и характеризуется большим разнообразием интенсивности поглощения в инфракрасной области, а также большим набором частот поглощения, которые лежат обычно в области 580—850 см-1. Таким образом, в данном случае ИК-спектроскопия оказывается менее цен- !’ой^ для аналитических «ел-. чем в случае фосфорильной группы ' Хотя ранее считалось, что фосфорильная группа относительно инертна, в настоящее время установлено, что она непосредственно участвует в многочисленных химических реакциях. Так, выступая в роли донора электронов, фосфорильная группа может протони-
попяться по кислороду; относительная основность фосфопн группы в ряде соединений была измерена с использованием г"°й роскопин ЯМР 'II И 3|Р. Фосфорплсодержащие соединения пТ1' зуют комплексы с солями металлов и акцепторами электронов^3 кпми, как трнфторпд бора. Таким образом, группа P = Q поояС3' ет нуклеофильные свойства, и хотя более подробно этот ас ЛЯ‘ будет обсуждаться позднее, здесь можно привести два прим'^1 демонстрирующих участие фосфорильной группы в реакциях торыс протекают в особенно мягких условиях. Так, окисление * фпна (7) перманганатом калия в кислой среде приводит к спин фосфорапу (9), вероятно, через стадию образования фосфпиоксиГ (8) (схема 2) |9]. В другом примере (схема 3) при взаимочей ствин пирокатехина с фосфористой кислотой в присутствии дицик- логсксилкарбодипмпда образуется спирофосфоран (12) с выходом около 70%. В этом случае, по-видимому, первоначальный вторнч- ный фосфит (10) циклизуется в 1,3,2-бензодпоксафосфолаи (т который быстро циклизуется, давая конечный продукт [10].’
В-Ме,РЦ
ОН
ОН (10)
ОН
Р J (Л он и
О
(12)
пД
При наличии трех различных заместителей, присоединенных к Torn °1)ИЛЬИ()И ("ЛН ТНофоефориЛЫЮЙ) группе, фосфор В СВО1 . HnrTuhCm^U^?^UOnnbIX сосДппеппях становится центром хирД' и uv .^Ропзводные фосфоновых и фосфиновых к“е
,11'оаналоги относительно легко получаются в оитпчсеки а TncTmi°PMe ,ПОсле расщепления рацематов соответствующих к Частичные фосфИПОКСИДЫ,/1О\ ^нчпошт достаточно
HaTORU°i Л'0 для '^’•осрРДствеипого образования аптппп,, дсласт возможным UHM Ы К С0ЖаЛ™ИЮ, этот Фосфинсульфидам из-за и
например (13), обладаД ДрСульфо-расщепление на
прием не применимнизкой основности,
оптическиек третийпоэтому
пиделенне на антиподы возможно только при наличии в молекуле подходящей функциональной группы, как, например, в (14) (Дэвис и Манн, 1944 г.).
CHaPhS
Me—£=ОPh—Р—^^—ОСНаСОаН
PhВи
(13)(14)
Оптически активные триэфпры фосфорной (или тиофосфориой) кислоты стали относительно доступны лишь недавно; в качестве примеров можно привести О,S-днметил-О-(нафтил-1) тиофосфат (15) (Донпиджер и Хатсон, 1908 г.), О,5-диметил-О-ктилдитно- фосфат (16) (Тапхмаии и Лам, 1909 г.); в оптически активной форме получен изопропилметилэтилфосфат (Холл и др., 1975 г.).
SMeSMe
(15)(16)
Реакции фосфорильных соединений можно разделить на три группы: 1) реакции, в которых принимает участие только фосфорильная (тиофосфорнльиая) группа; 2) реакции замещения у фосфора, включающие разрыв связи фосфора с кислородом, серой, азотом или галогеном, а также иногда разрыв фосфор-углеродной связи, как в случае третичных фосфиноксидов; 3) реакции присоединенных к фосфору заместителей, протекающие без разрыва связи заместителя с центральным атомом фосфора.
Взаимопревращение фосфорильной (Р = О) и тиофосфорильной (P = S) групп является характерной чертой химии всех типов соединений, рассматриваемых в данной главе, поэтому оно заслуживает обсуждения в рамках настоящего введения. Для превращения фосфорильных соединений в их тнофосфорильиые аналоги использовали пентасульфнд фосфора [15]; обратный процесс протекает под действием 3-хлорнербензойной кислоты [16], дпметнлсульф- окспда в кислой среде или, что еще лучше, под действием ДМСО, содержащего 5% пода [17]. При использовании последнего реагента третичные фосфипсульфнды и -селениды могут окисляться как с сохранением конфигурации, так и с ее инверсией, тогда как циклические тио- и селенофосфаты реагируют с сохранением конфигурации; в случае других реагентов стереохимическое направление окисления также зависит от типа субстрата. Ациклические селенофосфаты и селенофосфоиаты окисляются N2O4 или азотной кислотой с сохранением конфигурации [18]. Окпсле- Ние циклических эфиров и амидов тиофосфориой кислоты и
ациклических тиофосфонатов 90%-ным пероксидом В0Ппь протекает с полным сохранением конфигурации, в то время Да окисление этим же реагентом фосфнпсульфидов и -селенидов КЗК жет сопровождаться инверсией конфигурации [19].° м°-
В отсутствие легкодоступных оптически активных эсЬи фосфорной кислоты ациклические тиофосфонаты и аналогичи? эфиры фосфиновых кислот нашли широкое применение в кач^т модельных соединений для изучения механизмов реакций зам'ыц6 пня )• атома фосфора. К сожалению, в процессе обработки реа^ ционных смесей протекает рацемизация, что затрудняет интерппе тацию получаемых результатов. Широкое распространение получили исследования конформационных изменений у атома фосфора в циклических эфирах, иногда в сочетании с исследованием изменения оптической активности фосфора. В результате этих работ получен обширный материал для различного рода предположений однако необходимо подчеркнуть, что выводы, полученные при изучении циклических систем, могут оказаться неприменимыми к ациклическим системам, и наоборот.
Далее целесообразно рассмотреть типы механизмов, предложенных для объяснения реакций замещения у фосфорильного атома фосфора; конкретные примеры реакций, протекающих по тому или иному механизму, подробно будут обсуждаться в процессе рассмотрения различных классов фосфорильных соединений.
Механизм SN2(P), названный по аналогии с 5^-замещсни- ем у насыщенного атома углерода, включает одновременный разрыв связи и образование новой связи в переходном состоянии, имеющем две длинные pd-связп и три более короткие 5Д2-связп (схема 4, а). Доказательством механизма SN2(P) служит бимолекулярная кинетика реакции в сочетании с наличием изотопных эффектов, стереохимических изменений и невозможностью выделения промежуточного продукта. Этот механизм обычно характерен для реакций замещения в циклических и ациклических производных фосфорной, фосфоновых и фосфиновых кислот, за исключением фосфат-анионов, амидофосфатов и родственных соедине нии, содержащих свободную группировку NH.
Хм +
00 у
СТ
Nu^PX
Механизм присоединения — элиминирования (ЛЕ), включающий образование истинного пентакоординацпонного промежуточного продукта, имеющего, как обычно считается, трпгопально- биппрампдальную геометрию и возникающего за счет апикального подхода атакующего нуклеофила и отщепления замещаемой группы с противоположной вершины; стереохимическим результатом этого процесса должно быть обращение конфигурации при атоме фосфора (схема 4,6), как и в случае механизма SN2(P). Стереохимическим результатом механизма АЕ, однако, может быть сохранение конфигурации или рацемизация благодаря стереотоппым изменениям, которые могут протекать и действительно протекают за время жизни промежуточного продукта [20—23]. Кроме того, сохранение конфигурации или рацемизация могут быть обусловлены различными процессами образования и распада тригоналыю- бпгшрамндального интермедиата, например, апикальной атакой и экваториальным отщеплением (или наоборот) или даже образованием промежуточных продуктов другой, например квадратно-пирамидальной, геометрии.
До сих пор имелись лишь косвенные данные в пользу образования пентакоординацпонного промежуточного продукта, основанные на кинетических исследованиях пли измерении оптической активности. В настоящее время благодаря проводимым Рамнре- цом и др. исследованиям циклических эфиров — производных пирокатехина получены более прямые доказательства, основанные на идентичности продуктов, получаемых из различных исходных соединений [24]. Настоящий уровень наших знаний, однако, не позволяет, по-вндпмому, сделать выбор между механизмом SN2(P) и механизмом, включающим образование истинного промежуточного продукта в том случае, когда скорость его распада выше скорости стереотопиого обмена.
Имеются косвенные данные, свидетельствующие, что механизм АЕ реализуется в реакциях расщепления фосфиноксидов в щелочной среде и реакциях гидролиза пятичленных циклических эфиров фосфорной кислоты и родственных соединений, однако отсутствие включения |8О при гидролизе ациклических фосфорилхлоридов и эфиров исключает, по-вндпмому, возможность механизма ЛЕ в этих случаях.
Механизм элиминирования—присоединения (ЕЛ) состоит в образовании неустойчивого производного «метафосфорной кислоты» в двухстадпйпом процессе, включающем скоростьопреде- ляющую стадию элиминирования и последующее быстрое присоединение (схема 5). Этот механизм, по-впдимому, играет важную роль в реакциях щелочного гидролиза фосфат-анноиов и многих фосфорнламидных производных.
Механизм ЕЛ часто обозначают как SN1(P) пли ElcB, однако обозначение SN1(P) представляется менее подходящим, поскольку ассоциируется с плоским фосфинилкатпоном (ио аналогии
с процессом SN1 в реакциях замещения у насыщенного атома рода); насколько известно, промежуточный продукт хотя и являете"с процессом SN1 в реакциях замещения у насыщенного атома рода); насколько известно, промежуточный продукт хотя и являете"оомедленномедленноRRА=< RА=< RNu~^ыстрггNu~^ыстрггеIIR N"еIIR N"карбокатион), можеткарбокатион), можетв действительности бытьв действительности бытьплоским (как и*
с процессом SN1 в реакциях замещения у насыщенного атома рода); насколько известно, промежуточный продукт хотя и являете"
с процессом SN1 в реакциях замещения у насыщенного атома рода); насколько известно, промежуточный продукт хотя и являете"
о
о
медленно
медленно
R
R
А=< R
А=< R
Nu~^ыстргг
Nu~^ыстргг
е
II
R N"
е
II
R N"
карбокатион), может
карбокатион), может
в действительности быть
в действительности быть
электронептральным. Механизм, включающий участие фосфини? катиона [для которого' символ SN1(P) может быть приемлемым]' возможен, особенно для соединений с хорошими уходящими груц. памп, например бензоилокси- или 2,4-дииптрофеноксигруппами однако полученные экспериментальные данные, очевидно, также хорошо объясняются с позиций механизма АЕ [25].’
Реакции замещения при фосфорильном центре подвержены влиянию общего кислотного и основного катализа, различающихся
кинетическим изотопным эффектом (1 < kujkD < 2 и Мк0>^ соответственно). Помимо этого часто наблюдается катализ электрофильными реагентами, например ионами металлов (за счет координации по фосфорильному атому кислорода или по уходящей группе), пли нуклеофилами, как в случае катализа ароматическими аминами алкоголиза производных фосфорной кислоты [26].
ГАЛОГЕН-И АЗОТСОДЕРЖАЩИЕПРОИЗВОДНЫЕ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ [27-39]
Реакции фосфорилгалогенидов со спиртами,фенолами и их тиоаналогами
XXn v 1 II 1 IIС13Р=Х —> EtOPCU —► (EtO)2PCl(17)(18)XXn v 1 II 1 IIС13Р=Х —> EtOPCU —► (EtO)2PCl(17)(18)22(EtO)3P=X (6)(EtO)3P=X (6)J-EtOH (X-O). или Eton. R3N. или NaOEt (X = S); 2-NaOEt плиJ-EtOH (X-O). или Eton. R3N. или NaOEt (X = S); 2-NaOEt пли(19)EtOlI. Кз^ (х”0.(19)EtOlI. Кз^ (х”0.Реакции фосфорил- или тпофосфорплгалогенпдов Р(Х)Ъ (Х=О пли S, Y=C1 или Вг) с гидроксильными соединениями протекают как ступенчатое элиминирование галогеноводорода в процессе трех последовательных реакций SN2(P)-замещения (с^ ма 6) и с точки зрения стехиометрии аналогичны соответств} щим реакциям галогенидов фосфора(III).
XX
n v 1 II 1 II
С13Р=Х —> EtOPCU —► (EtO)2PCl
(17)(18)
XX
n v 1 II 1 II
С13Р=Х —> EtOPCU —► (EtO)2PCl
(17)(18)
2
2
(EtO)3P=X (6)
(EtO)3P=X (6)
J-EtOH (X-O). или Eton. R3N. или NaOEt (X = S); 2-NaOEt пли
J-EtOH (X-O). или Eton. R3N. или NaOEt (X = S); 2-NaOEt пли
(19)
EtOlI. Кз^ (х”0.
(19)
EtOlI. Кз^ (х”0.
При взаимодействии первичных спиртов с фосфорил-4 ди' первоначально образуются дихлорфосфаты (17;ni /пли
хлортиофосфаты; X = S), затем хлорфосфаты (18; А Z.cTBiie хлортнофосфаты; X=S), причем на этих стадиях пр»^ обя. агента для связывания выделяющегося галогеноводород^ (|[;|И зательно. Третья стадия, приводящая к фосфату J9; А агеН' тиофосфату; X = S) значительно ускоряется в присутствии 60
ТОВ, связывающих кислоты, например пиридина, триэтип-мии. „ЛИ даже неорганических оснований. Реакции с вторичным» ® третичными спиртами могут осложняться образованием значи тельных количеств алкилхлоридов или алкенов; диолы дают ник лические хлорфосфаты, очень часто в виде смеси степеоиап^
Реакции фосфорилхлорида с фенолами протекают более мед’ ленно; в качестве катализаторов могут с успехом применятся соли металлов, например КС! или MgCl2, а реакция с тиофосфо рилхлоридом может проводиться даже в условиях ацилирования по Шоттену— Бауману. ржания
Соответствующие бромиды получаются из Р(Х)Вгч а типяня логи-из алкантиолов и тиофенолов. В случае смешанных Дос форилгалогенидов возможно избирательное замещение галогена поскольку хлор и бром замещаются быстрее фтора. ’
Другие методы образования связифосфор(У) —галоген
Эти методы включают галогенирование вторичных фосфитов (см. разд. 10.3.2.4), триэфиров фосфористой кислоты (см. разд. 10.3.2.3), галогенпроизводных соединений трехвалентного фосфора свободными галогенами (уравнения 7—9) или подходящими источниками положительных галогенов [40].
О
II
(ЕЮ)зР + С12 —> (EtO)2PCl + EtCl(7)
SS
IIII
(RO)2PSH + C12 —> (RO)2PC1 + SC12 + HC1(8)
(23)
Результаты прямого хлорирования эфиров кислот фосфора(V) некоторой степени зависят от природы конкретного эфира.
Хлорирование 2-этокси-2-тиоксо-1,3,2-бензодиоксафосфолана гоа при —90 °C приводит к циклическому хлорфосфату (23) Пп методом спектроскопии ЯМР 31Р в процессе реакции зафиКСиР^ ны два пентакоординационных промежуточных продукта и (22) (схема 10) [41], которые, однако, не удается обнаружит при более высоких температурах. В то же время при хлорировани шестичленных циклических тиофосфатов через стадию фос&о ниевых промежуточных продуктов образуются фосфорансульфе-' нилхлориды..
Образование связи фосфор(У) — азотреакцией фосфорилгалогенидов с аминами
Такие реакции, как уже указывалось, сходны с соответствующими реакциями тригалогенидов фосфора(III), но скорость их при замене неподеленной пары электронов на кислород или серу уменьшается. В зависимости от числа подвергшихся замещению атомов галогена продукты реакции подразделяют на три группы. Так, при взаимодействии фосфорилхлорида с диметиламином последовательно образуются М,М-диметиламидодихлорфосфат (24), тетраметилдиамидохлорфосфат (25) и гексаметилтриамидофосфат * (26) (схема 11).
ОО
Me2NH> (Me2N)3P=O (П)(26)Me2NH> (Me2N)3P=O (П)(26)Me2NH|| Me2NH||
Me2NH
> (Me2N)3P=O (П)
(26)
Me2NH
> (Me2N)3P=O (П)
(26)
С13Р=О> Me2NPCl2► (Me2N)2PCl (24)(25)
Реакции с участием фосфорилхлорида замедляются при проведении их в сухих растворителях; этот прием не является неоохо- димым (однако часто бывает удобным) в случае тиофосфорплга- логенидов, хотя успешное замещение галогена в водных средах возможно даже в фосфорилхлориде (уравнение 12). В случае пер вичных^ аминов необходим более тщательный контроль Усл0ВВ реакций, поскольку перегрев реакционных смесей может привес к образованию циклических димеров (уравнение 13).
(12)(12)О’ROP(O)NHR' R'NH3О’ROP(O)NHR' R'NH3(13)(13)О
(12)
(12)
О’
ROP(O)NHR' R'NH3
О’
ROP(O)NHR' R'NH3
(13)
(13)
II
ROPC12 + R'NH2 —>
о
2ArNHPCl2 >
-2HCI
Для этого соединения обычно принято сокращенное обозначение Г от другого широко распространенного названия—гексаметилфо Ф Прим, перса.
4 Другие методы образования связифосфор(¥)-азог
я ют оеакции N-галогенаминов с вторичными Эти методы вклю а Р и трналкилфосфитами [см. разд. №Sa Арбузова)] {уравнение 14).
(ЕЮ)зР + (RO)2C-NC1(EtO)2P—N=C(OR)2 + EtCl(14)
п последнее время все более широкое применение находит так В РМЯЯДоеакцня Тодда — Атертона (уравнение 15), основан- няяЬш взаимодействии вторичных фосфитов или структурно род- . панных соединений (в том числе и гипофосфористой кислоты) с аминами в среде полигалогенированного растворителя, например тетоахлорметаиа; если амин недостаточно основный, необходимо добавление эквивалентного количества триэтиламина или другого третичного амина. Хотя такие реакции традиционно проводятся в гомогенной среде, они (и другие родственные превращения) могут также протекать и в двухфазных системах в присутствии чет-. вертичных аммониевых солеи катализаторов фазового пере-• носа [42].
ООNHa
О
О
(PhCH2O)2l>H + 2HN=CR + CC14 —>ORR
—> (PhCH2O)2P—N—CNH2 + CHC13 + HN=C—NH3 Ci" (15)
Первичные и вторичные амины легко фосфорилируются пирофосфатами (см. разд. 10.5.3); этот процесс, как уже отмечалось, лежит в основе каталитического действия аминов в реакциях фосфорилирования спиртов пирофосфатами.
Свойства связи фосфор—галоген
в фосфорилгалогенидах [43],
Приведенные в табл. 10.5.1 превращения иллюстрируют типы реакций замещения в моно- и дигалогенфосфорильных соедине- шях; некоторые наиболее важные аспекты этих реакций прокомментированы ниже.
нму^»п°.Р м0ДелЬных соединений для изучения конфигурациоп- ранее- ип11еИИИ В пРоцессе реакций замещения уже обсуждался ^ич^^3083™6 ациклических моделей требует измерений нения KOH*onJaBHOCTH’ Т0ГДа ^ак в циклических системах изме- ЯМР <н nniF з1пИИ У атома фосфора определяются из спектров методом ЯМР С0Став пР°ДУктов может быть точно оценен У которых°Т ациклических галогентиофосфонатов,
Дается обпашЛ^галогена нуклеофилом обычно сопровож.
ращением конфигурации у атома фосфора, в случае
- to 51 Нуклеофильное замещение галогена щолици . .^^ фоСфОрильном центре
(ЕЮ)2Р(0)С1 + Nir>(EtO)2P(O)Nu + СГ
Реагенты
Продукт реакции
RR‘NH
ROH, Et3N
(EtO)2P(O)NRR‘
(EtO)2P(O)OR
(EtO)2P(O)OH
Н20
н2о, c5h5n
NaNa_
KF, NH4F или SbFs
KCN
KXCN (X = O, S)
ks2cor
RSH, Et3N или C5H5N
NaO2CPh
HOOBu-rper, Et3N
(EtO)2P(O)O(O)P(OEl)2 (EtO)2P(O)N3
(EtO)2P(O)F
(EtO)2P(O)CN (EtO)2P(O)NCXa (EtO)2P(O)SCSOR (EtO)2P(O)SR (EtO)2P(O)OCOPh (ЕЮ)2Р(О)ООВи-тдет
а Это соединение может быть получено также реакцией (ЕЮ)2Р(0)Н с (SCN)2; из него в свою очередь можно получить:
(EtO)2P(O)NHCXNR2 S^ (EtO)2P(O)NCX ^U (EtO)2P(O)NHCO2R
(X=S)|ci2
“— ФОСФ°РИЛ' _и тиофосфорилгалогенидов стереохимиче- Л Результаты реакций очень разнообразны. Из приведенных в Данных видно, что степень конфигурационных изме- 1Н Зависвт от природы нуклеофила. Усиление электроноакцеп- своиств нуклеофила приводит к увеличению степени Р пи,г,„,1Глп„пГ1Тп ииипрпЛила вызывает“— ФОСФ°РИЛ' _и тиофосфорилгалогенидов стереохимиче- Л Результаты реакций очень разнообразны. Из приведенных в Данных видно, что степень конфигурационных изме- 1Н Зависвт от природы нуклеофила. Усиление электроноакцеп- своиств нуклеофила приводит к увеличению степени Р пи,г,„,1Глп„пГ1Тп ииипрпЛила вызывает(EtO)2P(O)NCCl2
“— ФОСФ°РИЛ' _и тиофосфорилгалогенидов стереохимиче- Л Результаты реакций очень разнообразны. Из приведенных в Данных видно, что степень конфигурационных изме- 1Н Зависвт от природы нуклеофила. Усиление электроноакцеп- своиств нуклеофила приводит к увеличению степени Р пи,г,„,1Глп„пГ1Тп ииипрпЛила вызывает
“— ФОСФ°РИЛ' _и тиофосфорилгалогенидов стереохимиче- Л Результаты реакций очень разнообразны. Из приведенных в Данных видно, что степень конфигурационных изме- 1Н Зависвт от природы нуклеофила. Усиление электроноакцеп- своиств нуклеофила приводит к увеличению степени Р пи,г,„,1Глп„пГ1Тп ииипрпЛила вызывает
а рУКЛеоФИла приводит к увеличение доли реакции Основности „нуклеофила фигурации. Эта тенлрт.У пРОтекающей с сохранением кон- акции в гетерогенных УСИЛИВается при проведении ре- вместо ацетонитоиля ° ИЯХ’ К0ГДа 8 качестве растворителя Факторами являются мн пользУется бензол. Другими важными с^ие в реакционной нм Н°е С00тН0Шение реагентов и присут- которое может полноотк 6СИ ИеК0Т0Рых катионов, особенно Lr, ю изменить стереохимическое направле-
Ние реакции.
"Ричины таких
Рсюкц^и1^^Сточки СТере0Химичоеских результатов об-
филов, обляпаЩеНне КОпФигупяП1?*НИЯ Действенности механизма У сУбстрата Д^ЩИХ Г}Ь1СокобРос^ Место в слУчае нукле0" или нормапки°Р0Шнх Уходяшиу 8 остью' а также при наличии кальногТоТ°ГО Проаесса 8^хГрУп^ и ™ется результатом т°пном nnZ^^a вапикальной атаки и апи-
УходЯщ^Рг УКТе- В случае СЛядально"бппиРамидальпом промежу- ,.РУпп конфигупапиа 00СН08ных нуклеофилов и плохих
!’1>рация сохраняется, что может быть след-
, X10 5 2 Реакции замещения в 2-галоген-2-о^
Таблица ^‘^у^-диоксафосфоринанах
Направ
ленпе
A
реакинн
СО
Нуклеофил
К
32 *
Ч ® я 'P
Субстрат
о
x О 5 ^ «3 * ~
5 2 а*
р. V
и
Си
S'Я Я s'
8 е-ё-н
'О х 5 s о ® •©■ Sf
NaOPh
MeCN
48
52
[68в]
С1
NaOPh
PhH
85
15
1
NaOC6H4OMe-n
MeCN
57
43
NaOC6H4OMe-n
PhH
81
19
NaOC6H4Me-n
MeCN
50
50
NaOC6H4Br-n
MeCN
36
64
СН2С1
NaOC6H4NO2-n
MeCN
6
94
NaSPh
MeCN
93
7
трет-BuNHi или PhNH2
PhH
0
100
(Л
NaOC6H4OMe-n
NaOC«H4Mc-n
MeCN MeCN
50
60
50
40
[68а]
NaOC6H4Br-n
MeCN
76
24
NaOCsH4NO2-n
MeCN
95
Б
C1CTL./
2"О
Me
EtOHEIOH496[69]NaOEtEtOH5644Me2NHPhH1090NaSPrPhH892X = FNaOEtEtOH7426Me2NHPhH3664EtOHEIOH496[69]NaOEtEtOH5644Me2NHPhH1090NaSPrPhH892X = FNaOEtEtOH7426Me2NHPhH3664X-ClX-Clствием апикальной атаки, но экваториального отщепления (или наоборот), однако более вероятной причиной являются стереотоп- ные изменения в тригонально-бипирамидальном промежуточном продукте. В соединениях пентакоординированного фосфора, имеющих тригонально-бипирамидальную геометрию, апикофильность различных входящих в состав молекулы групп несомненно раз- лична [44, 45]; обсуждение этого явления выходит за рамки данного раздела.
EtOH
EIOH
4
96
[69]
NaOEt
EtOH
56
44
Me2NH
PhH
10
90
NaSPr
PhH
8
92
X = F
NaOEt
EtOH
74
26
Me2NH
PhH
36
64
EtOH
EIOH
4
96
[69]
NaOEt
EtOH
56
44
Me2NH
PhH
10
90
NaSPr
PhH
8
92
X = F
NaOEt
EtOH
74
26
Me2NH
PhH
36
64
X-Cl
X-Cl
м Дифенил- и дибсизилхлорфосфаты в течение длительного вре- аген ИСпользУЮт в качестве эффективных фосфорилирующих тов для гидрокси- и аминосоединепнй, поскольку фенильная
и бензильная группы впоследствии могут быть удалены гнвп катализаторов (схемз^и бензильная группы впоследствии могут быть удалены гнвп катализаторов (схемз^нолизом в присутствии онолизом в присутствии ометаллическихметаллическихОО(PhCH2O)2PCl(PhCH2O)2PClр°н C5H5Nр°н C5H5N(PhCH2O)2POR(PhCH2O)2PORН2, Pd,основаниеН2, Pd,основаниеили 1“или 1“оPhCH2OPORоPhCH2OPORоII(PhO)2PCl,C5H5NоII(PhO)2PCl,C5H5NН2, PdН2, PdОООО(16)(16)(PhO)2POR(PhO)2PORН2, PtН2, Pt(катализатор Адамса)(катализатор Адамса)(HO)2POR <-(HO)2POR <-гг
и бензильная группы впоследствии могут быть удалены гнвп катализаторов (схемз^
и бензильная группы впоследствии могут быть удалены гнвп катализаторов (схемз^
нолизом в присутствии о
нолизом в присутствии о
металлических
металлических
О
О
(PhCH2O)2PCl
(PhCH2O)2PCl
р°н C5H5N
р°н C5H5N
(PhCH2O)2POR
(PhCH2O)2POR
Н2, Pd,основание
Н2, Pd,основание
или 1“
или 1“
о
PhCH2OPOR
о
PhCH2OPOR
о
II(PhO)2PCl,C5H5N
о
II(PhO)2PCl,C5H5N
Н2, Pd
Н2, Pd
О
О
О
О
(16)
(16)
(PhO)2POR
(PhO)2POR
Н2, Pt
Н2, Pt
(катализатор Адамса)
(катализатор Адамса)
(HO)2POR <-
(HO)2POR <-
г
г
Для тех же целей довольно успешно применяли амидохлир фосфаты (27) — (29). Анплиногруппа может быть удалена при действии изопентилнитрита, однако более общим методом удаления аминогруппы является мягкий ацидолиз. Пиперидиновый аналог соединения (28) реагирует со всеми типами спиртов, а его 2,6- диметилпроизводное фосфорилирует только первичные спирты, причем даже в этом случае образуется только моноэфир; эго является прекрасным примером влияния пространственных препятствий в реакциях замещения галогена.
ООо
11Г"\и г г~\
(рычн)2рс1 о;;n—pci2о; ;n— рвг
\/L \/ J2
(27)(28)(29)
ными реагентами ” диэтилазиД°Ф°сфат оказались интерес- Для получения пептг1лпр°РГаННЧеСК0Г0 синтеза- Их использовали цессе реакции из N ’ Причем в слУчае первого реагента в преобразуется ацилнитрил3[47],ЩеНН°Й аминокислоты промежуточно
Св “
СОединениям^~ азот
РеакцИи ами -*?(»). Реакции амидной функции
“о/утТротека^^ н сход,,ых "° , Взанмодейств° Разрывом или без разрЫ'
с'трет-б^^ связьИ5^нС^аТ0В’ имеющих по крайней мере ампдофосфа^"”ОХЛоРитом приВопптР°МмВ Слабокислой среде или
8 “рпсутствт напримео Р Дл vK N"M0H°- пли ^Н-дихлор- л^епамнпД^Х = С1)]; аналогично, бром
АоФ°сфаты стереоспРПижеТ бРОмпР°изводные [48]. N-Га- Ц фично присоединяются к двои-
г„йппл-углеродиым связям в ионных или свободнорадикаль- "ЫМ Тях" с Образованием N-(2-галогснэтил)амидофосфатов "“А У Хлпмюшее удаление из которых диалкоксифосфинильного '^Т„Р^^,7> р9'-Аналог"4-
„Дкиия с бутадиеном протекает по схеме 1,4-присоединения ^поиводит к амидофосфатам (32), которые далее можно прсвра- П1ТЬ в производные пирролина или пирролидина [50].
Rl R2Rl R2R1 R2
Rl R2
Rl R2
(EIO)zP-NX, -^^r* 'Ь^ЧР^-^ x m.oh BlOl.P^H
NaHNaHМеОН Н+МеОН Н+i.ch2=cr3cr4=ch2
NaH
NaH
МеОН Н+
МеОН Н+
2.NaHSO,.MeOH
X-Cl
p R3 R4(EtO)2PNHCH2C=CCH2C.(32)p R3 R4(EtO)2PNHCH2C=CCH2C.(32)ох II(EtO 2P-Nох II(EtO 2P-NR1R1R2R2H2jH2jR' n2R' n2NaHNaHNHNHR3 R4R3 R4(17)(17)
p R3 R4(EtO)2PNHCH2C=CCH2C.(32)
p R3 R4(EtO)2PNHCH2C=CCH2C.(32)
о
х II(EtO 2P-N
о
х II(EtO 2P-N
R1
R1
R2
R2
H2j
H2j
R' n2
R' n2
NaH
NaH
NH
NH
R3 R4
R3 R4
(17)
(17)
Как уже отмечалось, благодаря сильному электроноакцепторному эффекту фосфорильной и, в меньшей степени, тиофосфо- рильной групп, кислотность соседней связи N—Н заметно возрастает. Соли, получаемые при обработке таких амидофосфатов гидридом натрия, этоксидом натрия или бутиллитием, в значительной мере растворимы в органических растворителях, за исключением углеводородов. Несмотря на потенциальный амбидентный характер, фосфориламино-анионы алкилируются меж- или внутримолекулярно (уравнение 18) по атому азота, а не по кислороду. Метилирование аниона О,О-диэтил-Ы-метиламидотио- фосфата дает наряду с ожидаемым N.N-диметилпроизводным O,O-дlJэтил-N-мeтилaмидoфocфaт, по-видимому, через промежуточный амбидентный амидотиофосфатный анион (уравнение 19).
R'N^ \э(СН2)3ВгR'N^ \э(СН2)3Вгнагревание >нагревание >(18)(18)
R'N^ \э(СН2)3Вг
R'N^ \э(СН2)3Вг
нагревание >
нагревание >
(18)
(18)
пап^НЛПр0ВаИпе ^-заМеЩенных 0,0-диэтнламндофосфатов про- ацетилРпппА-"Ипа1лН С послеДУюЩей возможной модификацией повои СН-группы и ацидолизом связи фосфор—азот
иламиновиламиновпредставляют собой новый метод получения пропин-2- (схема 20) [51 ].
иламинов
иламинов
S
(ЕЮ)2РЦ- Ы+NMe(ЕЮ)2РЦ- Ы+NMeМеТ н^о*"МеТ н^о*".11, , BuLi
(ЕЮ)2РЦ- Ы+
NMe
(ЕЮ)2РЦ- Ы+
NMe
МеТ н^о*"
МеТ н^о*"
(Eto)2P-NHMe :
.—> (EtQ)2P— NMe2 + (EtO)2P-NHMe(19)
RNHCH2C—CH
13Af HOI
ОOR
II1. NaHИ II. Na/NH3
(EtO)2P—NHR 9(EtO)2P—NCH2C=CH ►
'*2. BrCH2C=CH2. RlBr
О R
II |ЗМ HC1
—> (EtO)2P—NCH2C=CR* ► RNHCH2C=CR' (20)
Фосфориламино-анионы могут действовать также в качестве сильных оснований и вызывать элиминирование галогеноводоро- да в процессе обычной реакции алкилирования ал кил галогенидами.
Ацилирование натриевых солей амидофосфатов а роил хлорида- ми или ангидридами вызывает разрыв связи Р—N; механизм этой необычной реакции пока не ясен (уравнение 21) [52].
Ог О ■
(EtO)2i—NPh + РНСОС1 —► ,(EtO)J»Cl. + PhCONHPh (21)
Амидофосфат-я нмnu г
пильными И тиокарбонипЛи.У”^^ С Разно°бразными карбо- НИХв этих реакциях схопм МИ соединениями; поведение послед- £ Ф°сфопат-а пионами п ° С П0ВеДеннем при взаимодействии ^тим способом могут МодиФиЦированной реакции Виттита. Диимиды (схема 22) ппш. полУчены имины, изоцианаты и карбо- Держащем побочном ’ппл/еМ К0нФигурация фосфора в фосфорсо- очном продукте сохраняется [53, 54].
Х=О, S
СХз y
PhNCO
PhCH=NPh
(EtO)2P-NPh
PhNCX
PhN=C^NPh
через
0
Rxll PTNph
Одним из первых примеров использования амидофосфатов в органическом синтезе является получение амидов карбоновых кислот, однако амидофосфорные кислоты (амидогидрофосфаты) о этой реакции не применялись. Так, например, соответствующие анилиды легко образуются при нагревании карбоновых кислот с ^^^"-трифенилтриамидофосфатом (PhNH)3PO в пиридине пли бромбензоле [55]. О-Фенилдиамидофосфат реагирует с гетероциклическими соединениями, например с хинолоном, с образованием соответствующих аминогетероаренов; реакция протекает путем присоединения нуклеофила с последующими раскрытием и замыканием цикла (схема 23) [56].
(23)
Значительный интерес для органического синтеза представляет гексаметилтриамидофосфат (Ме2М)зРО [57]. Его используют в качестве растворителя в необычных изящных реакциях металлорганических соединений, например при карбонилировании реактивов Гриньяра монооксидом углерода, как реагент для ди- метиламинирования (см. схему 23) [59], а также в синтезе азотсодержащих гетероциклических соединений, особенно пиридинов и хинолинов, из бензоинов, алкиларилкетонов или ациламинов (см. схему 23) [59]. ГМФТА выступает также как донор NMe2- группы в реакциях нуклеофильного замещения NO2, Cl, Вг, ОН или ОМе в ароматических системах, активированных CN- или МО2-группами [60]. В присутствии хлорида алюминия О,О-диал- кил-М-алкиламидофосфаты способны алкилировать ароматические углеводороды, претерпевая при этом разрыв как связи углерод—кислород так и связи углерод—азот [61].
Соединения, содержащие связи фосфор—азот, играют важную роль в реакциях, протекающих в живых системах, поэтому неудивительно, что для изучения процессов образования и расщепления этой связи в очень мягких условиях, а также взаимоотношений этих соединений в процессах биологического фосфорилирования затрачено немало усилий. О,О-Диалкиламидофосфаты (33) в мягких щелочных условиях разрушаются с потерей одной алкильной группы и образованием (О-алкил)амидогидрофосфатов (34) (схема 24). В жестких щелочных условиях (R = Aik или Ph) или при ионном дезалкилировании (R = CH2Ph) получаются амидо-
дигидрофосфаты фосфор—азот и 1дигидрофосфаты фосфор—азот и 1ОО(39)(39)О(RO)2PNHR1О(RO)2PNHR1“ОН или H2/Pd(R=PhCH2),H2/Pt <Ы = РЩ, Г (R=P11CH2)“ОН или H2/Pd(R=PhCH2),H2/Pt <Ы = РЩ, Г (R=P11CH2)Оropnhr1IонОropnhr1Iон“ОН или H2'Pd(R=PhCH2),H2/Pt (R=Ph),1“ (R=PhCH2)“ОН или H2'Pd(R=PhCH2),H2/Pt (R=Ph),1“ (R=PhCH2)(33)H2O, H+о(RO)2POH(36)(33)H2O, H+о(RO)2POH(36)(34)(34)R‘NH2/ДЦКR‘NH2/ДЦКR2OH, R3NIR2OH, R3NI0 V'ROP(OH)2 R2O(RO)POH20 V'ROP(OH)2 R2O(RO)POH2оII(HO)2PNHR>(35)(24)оII(HO)2PNHR>(35)(24)
дигидрофосфаты фосфор—азот и 1
дигидрофосфаты фосфор—азот и 1
О
О
(39)
(39)
О
(RO)2PNHR1
О
(RO)2PNHR1
“ОН или H2/Pd(R=PhCH2),
H2/Pt <Ы = РЩ, Г (R=P11CH2)
“ОН или H2/Pd(R=PhCH2),
H2/Pt <Ы = РЩ, Г (R=P11CH2)
О
ropnhr1Iон
О
ropnhr1Iон
“ОН или H2'Pd(R=PhCH2),
H2/Pt (R=Ph),
1“ (R=PhCH2)
“ОН или H2'Pd(R=PhCH2),
H2/Pt (R=Ph),
1“ (R=PhCH2)
(33)
H2O, H+
о
(RO)2POH(36)
(33)
H2O, H+
о
(RO)2POH(36)
(34)
(34)
R‘NH2/
ДЦК
R‘NH2/
ДЦК
R2OH, R3N
I
R2OH, R3N
I
0 V'
ROP(OH)2 R2O(RO)POH2
0 V'
ROP(OH)2 R2O(RO)POH2
о
II
(HO)2PNHR>
(35)
(24)
о
II
(HO)2PNHR>
(35)
(24)
/ое\ В кислой среде происходит разрыв связиобразуются диалкилфосфаты (36) [62].
ооо
о
о
ROP—О—POR
*0
ДЦК = дициклогексилкарбодиимид
Стимулом к расширению использования производных фосфорных кислот в качестве фосфорилирующих агенто.
то обстоятельство, что имидазол проявляет заметный ка * ский эффект в реакциях алкоголиза эфиров пирофосфор т лоты (Вестхаймер, 1957 г.). Как было показано Ьедди- ’ ^^ эффект обусловлен первоначальным образованием ,Ф° Ч с_ рованного имидазола. Использование имидазола в реакш £р0М форилирования можно проиллюстрировать следующим пр. . Обработка монофенилфосфата (37; R = Ph) производи з0. вины (40) приводит с выделением диоксида УглеР°^Л образует лиевой соли (41), которая при действии спирта R On Р ■ . смешанную кислоту (38; R = Ph). Амидофосфаты типа ( аз0. ме того способны фосфорилировать фосфорные кислоты у 24). ванием эфиров ппрофосфорной кислоты (39) (см сх А. не О,О-Диалкиламидофосфаты (33) в отличие от (34) и ^ ра3. обладают фосфорилирующей способностью, вероятно, и личной основности атомов азота.
(40)(40)(41)(41)
(40)
(40)
(41)
(41)
унмии амидофосфатов мы находим некоторые из
ноноВ области хим ^Ств существования механизма ЕЛ наиболее веских Д разнообразны; от включения метки 18О (£ICnouec« ацидолиз» амидофосфорной кислоты (42) (схе- ‘ 25° д кинетики и стереохимических закономерностей.
но
но
О О=/О"(43)О О=/О"(43)ОА(25)18ОНОА(25)18ОНно
О О=/
О"
(43)
О О=/
О"
(43)
О
А(25)
18ОН
О
А(25)
18ОН
р—
ноноrv w -
но
но
Н—ОNHR
щелочного гидролиза хлорангид- 107 раз) указывает на фундамен-щелочного гидролиза хлорангид- 107 раз) указывает на фундамен-(42) R=SO2Ph, CO2Et, COPh
щелочного гидролиза хлорангид- 107 раз) указывает на фундамен-
щелочного гидролиза хлорангид- 107 раз) указывает на фундамен-
Большое различие в скоростях ридов (44) и (45) (примерно в .._.
тальное отличие механизмов гидролиза в этих двух случаях. Вви-
ду почти одинаково большой разницы в скоростях гидролиза этих двух соединений в нейтральных и щелочных условиях, механизм гидролиза (44) должен, после быстрой потери протона, коренным образом отличаться от механизма гидролиза (45), т. е. от Sn2(P). Механизм, подобный представленному на схеме 26, является, та*
(50), что является отличительной(50), что является отличительнойким образом, вполне вероятным. Как показали Джеррард и Хеймер, соединения (46) и (47) стереоспецифично гидролизуются в щелочных условиях с потерей ~ОАг, хотя отношение скоростей составляет всего около 102. Кроме того, хотя (48) гидролизуется в нейтральной среде быстрее, чем (49) (примерно в 13 раз), в щелочной среде гидролиз (49) протекает быстрее примерно в 4,5-104 раза, чем гидролиз (48), и сопровождается рацемизацией. Замена X = S на X = О в (46) и (47) увеличивает скорость гидролиза в 5-10 раз, тогда как в случае (49) отношение скоростей достигает 400. Имеющиеся данные указывают на образова- нХ^'эТ пР°межУточного продукта, подобного приведенному на схеме zb, или, в общем виде,7
(50), что является отличительной
(50), что является отличительной
гидролиза многих соединений, О(Me2N)2PCl(45)- Xгидролиза многих соединений, О(Me2N)2PCl(45)- Xчертой механизма щелочного
гидролиза многих соединений, О
(Me2N)2PCl
(45)
- X
гидролиза многих соединений, О
(Me2N)2PCl
(45)
- X
О
(изо-РгМН)2РС1
(44)
X
;р—n( ;о /;р—n( ;о /(47) X = S, R = O(47) X = S, R = ONO2NO2МеСк || NH
;р—n( ;о /
;р—n( ;о /
(47) X = S, R = O
(47) X = S, R = O
NO2
NO2
к = о——No2
х = s, R = ci
(МеО)2РС1 МоО—P=NR
(48)(50)
содержащих связь N—Н [63]. Подобные интермедиаты никогда не были выделены Другие данные об этой чрезвычайно интересной проблеме читатель найдет в разд. 10.5.2.2.
ЭФИРЫ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ [27—39, 46]
Методы получения эфиров фосфорной кислоты
Один из наиболее важных методов образования эфирной связи — замещение галогена в фосфорилгалогенидах при алкоголизе — уже обсуждался выше. В настоящем разделе кратко рассмотрены другие, менее употребительные методы получения эфиров фосфорной и тиофосфорных кислот. Несмотря на то что орто- фосфорная кислота вызывает дегидратацию спиртов, прямая этерификация фосфорной кислоты спиртами с длинной углеродной цепочкой вполне возможна, если реакцию проводят при температуре ниже 130 °C Реакция спиртов с пентаоксидом фосфора не получила широкого распространения, хотя известно несколько удачных примеров этерификации этим способом, например получение из пирокатехина соединения (51), которое удобно называть о-фениленфосфорной кислотой. Пентасульфид фосфора в отличие от пентаоксида при нагревании со спиртами или фенолами в толуоле легко образует О,О-диорганодитиофосфаты (уравнение 27); диолы в этих условиях ведут себя аналогично и дают циклические «дитиофосфорные кислоты».
(51)(51)
(51)
(51)
S
4ROH + P2S5 —> 2(RO)2PSH + H2S(27)
ияиВи.е Т0Г0, что первая является лучшей спос°бы получения тионо- и и 29 сФ°рных кислот иллюстрируютсяияиВи.е Т0Г0, что первая является лучшей спос°бы получения тионо- и и 29 сФ°рных кислот иллюстрируютсяОбмен между триалкилфосфатами и гидроксильными соедине- ями также не имеет большого значения в синтезе, в отличие от ответствующей реакции в ряду триэфнров фосфористой кисло- Не менее обмен арилокси- на алкоксигруппу возможен, Вмрлгтп"°уходящей группой,
ияиВи.е Т0Г0, что первая является лучшей спос°бы получения тионо- и и 29 сФ°рных кислот иллюстрируются
ияиВи.е Т0Г0, что первая является лучшей спос°бы получения тионо- и и 29 сФ°рных кислот иллюстрируются
тиолоформ эфировуравнениями 2
(EtO)3P + S —> (EtO)3P=S^
0о
(ЕЮ)2РС1 + RSH + C6H5N —> (EtO),PSR + C6H6NH СГ (29)
Известны и другие методы, однако необходимо отмстить, что могут возникать осложнения из-за изомеризации тионата в тио- лят в процессе перегонки.
Реакции эфиров фосфорной кислоты [43, 64]
Электронодонорные свойства фосфорильной группы в эфирах фосфорной кислоты проявляются в их способности к образованию водородных связей и комплексов с солями металлов. На этих свойствах основано широкое применение фосфатов в качестве экстрагентов металлов, а также их способность легко образовывать алкокенфосфопневые соли при действии сильных алкилирующих агентов (уравнения 30, 31).
(R0)3P-0 + Et3O+ *BF4 —► (RO)3POEt "BF4 + Et2O (30)
(RO)3P=O + PhN2 ‘SbClG —> (RO)3POPh ‘SbCl6 + N2 (31)
Нуклеофильные свойства фосфорильной группы проявляются в ее способности участвовать в реакциях замещения, протекающих при нагревании смеси реагентов (уравнения 32 и 33). Используя метиловый эфир с меченной ,8О фосфорильной группой и циклический хлорфосфат, являющиеся производными циклической неопентилгликольфосфорной кислоты, Звирчак и Симпсон показали, что реакция протекает по фосфорильному (ср. уравнение 32) и эфирному (ср. уравнение 33) атомам кислорода примерно в одинаковой степени. Аналогичная реакция может идти и внутримолекулярно (уравнение 34).
О о(ro)2I-18o-p(or)2О о(ro)2I-18o-p(or)2(32)(32)О «о > (ro)2p—о—p(or)2О «о > (ro)2p—о—p(or)2X = Cl, Br. IX = Cl, Br. I
О о
(ro)2I-18o-p(or)2
О о
(ro)2I-18o-p(or)2
(32)
(32)
О «о > (ro)2p—о—p(or)2
О «о > (ro)2p—о—p(or)2
X = Cl, Br. I
X = Cl, Br. I
болееBbIC0K0^ поляризуемости тиофосфорильная группа
по атом С°ФПЛЬПа’ чсм ФосФоРпльная, вследствие чего реакции У серы (например, уравнения 35 и 36) протекают
достаточно легко. СеленопронзвоДные еще более нуклеофильны по этому при взаимодействии диселенофосфатов (RO)2P(Se)SeR с ал^ китгалогенидами в реакции участвуют оба атома селена.
(EtO)2PSEt + EtI —> [(EtO)2P(SEt)2 Г] —> EtOP(SEt)2 + Etl (35) SSEt
(RO)2PNHR‘ + Etl —> (RO)2P=NR>(36)
Превращение тионо-форм в изомерные тиольные формы происходит при нагревании, электронном ударе, протонировании или при действии кислот Льюиса; этот процесс удобно контролировать методом спектроскопии ЯМР 31Р. Превращение 0,0,0-три- метнлтиофосфата в О,О,8-триметилтиофосфат в тетрахлорметане катализируется трпгалогенуксусными кислотами; период полупревращения внутримолекулярной (по-видимому) реакции при 55 °C составляет примерно 6 и 80 ч в случае катализа соответственно трифтор- и трихлоруксусной кислотами. Интересно отметить, что эфиры циклических тиофосфорных кислот с аксиальной тиофосфорильной группой перегруппировываются быстрее, чем соответствующие экваториальные изомеры [65].
Тионфосфорные кислоты находятся в равновесии со своими тиольными формами (схема 37); первые термодинамически более стабильны, однако данные по энергиям связи свидетельствуют о том, что положение равновесия в значительной мере зависит от природы заместителей R и R1 [66].
R\ ^S r2Cn2 R. ,S R О r2Cn2 Rx xO
P< P 3=h XP ► P
R1/Z ^OCHR2Ri/ ^OH R'/ ^SHR1/Z XSCHR2
(37) R = R> = PhO, EtO, Ph, Et: R = Me, R1 = EtO; R2 = H, Ph
Несмотря на низкую нуклеофильность, фосфат-анионы способны взаимодействовать с алкилгалогенидами; более нуклеофильные тиофосфат-анионы реагируют активнее. Оба типа реакций представляют собой способы прямого фосфорилирования по атому углерода (уравнения 38, 39) [67].
оо
Л + НО(СН2)2ВгII
(RO)2PO* NMe4> (RO)2PO(CH2)2OH
ОII—* (НО)2РО(СН2)2ОНR = Ви-третОо
Et3N, S R°\|| CF3CO2HPH —>>SR2>
R'O/ R2i RiOZ
cf3co2h
(38)
О
XPOH
(39)
R == Ви-трет
МеО^ %МеО^ %(Х=О) Me ОН,НС1(Х=О) Me ОН,НС1(40)(40)В настоящее время имеется обширная информация об относи- чьной легкости замещения различных групп у атома фосфора ^эфирах фосфорной кислоты и о стереохимическом направле- S ятаких реакций. Используя 5,5-дизамешенные моноциклические f 32-диоксафосфоринаны [68] и бициклические 1,3,2-диоксафос- Аоринаны — производные частично метилированной a-D-глюко- пяранозы [69], две группы исследователей показали, что в ря- тионатов замещение OPh на ОАг протекает в значительной степени с сохранением конфигурации у атомов фосфора, причем степень сохранения конфигурации уменьшается с возрастанием основности атакующего нуклеофила. В ряду фосфорильных производных замещение л-нитрофеноксигруппы на OPh или OEt, замещение SPh на OPh или SPr на OEt сопровождается практически полным сохранением конфигурации. В то же время расщепление связи Р—N в 2-диметиламинопроизводных в условиях кислого этанолиза протекает с почти полной инверсией, по-види- мому, вследствие гораздо более высокой способности к уходу протонированной диметиламиногруппы. На основании результатов многих исследований подобного типа была разработана схема синтеза хиральных ациклических эфиров тетракоординированного фосфора из циклических эфиров. На схеме 40 показано получение хиральных триалкилфосфатов и О,О,5-триалкилтиофосфатов из 1,3,2-оксазафосфоринанов, полученных в свою очередь из частично метилированного производного а-^-глюкопиранозы [70].
МеО^ %
МеО^ %
(Х=О) Me ОН,НС1
(Х=О) Me ОН,НС1
(40)
(40)
^Ч Р^2uao-PrQOEt
Mel\/
-° XHj g^""3^ о7 SMe
Реакции замещения в триэфирах фосфорной кислоты проте- м Ют по одному из двух типов механизма присоединения — элн- нирования (либо по пути некоторого сочетания обоих); данные эфи°ЛЬ3^ Реализаи.ин механизма ЕА (Е1сВ) для «нормальных» Ряд °В В ^Н0РМальных> условиях отсутствуют. Имеется, однако, СОхДанных’ в Том числе по степени включения метки |8О и
Ранению конфигурации замещаемой группы, указывающих,
а Зак. 497
по-видимому, на механизм ЕА в реакциях гидролиза моноалкил- фосфат-анионов (схема 41). Особенно убедительным является образование смеси монометилфосфата и фосфорной кислоты в соотношении 1 : 1 при гидролизе других моноалкилфосфат-анионов в 50%-ном водном метаноле.
ог о iо
IIIIн2,8о II
RO—р—О' > LO=P—OHj —)- (НО)2Р—ISQH
।медленнобыстро
ОН
(41)(41)50%-ный води. МеОН
(41)
(41)
(НО)2Р—ОМе + Н3РО4
Другое подтверждение существования неустойчивого производного гипотетической метафосфорной кислоты было получено из совсем неожиданного источника. При пиролизе метилбутен-2-ил- фосфоната (52) возникает реакционноспособный промежуточный продукт, который может быть зафиксирован при действии N-ме- тиланилина или М,М-диэтиланилина (схема 42) [72] и является, очевидно, метилметафосфатом.
600 °C .—>- 0,02с600 °C .—>- 0,02сГ 0II1МеО—Р=ОГ 0II1МеО—Р=ОPhNHMePhNHMe(42)(42)МеО—Р'\\FMePhМеО—Р'\\FMePhEt2NPhEt2NPh
600 °C .—>- 0,02с
600 °C .—>- 0,02с
Г 0
II1МеО—Р=О
Г 0
II1МеО—Р=О
PhNHMe
PhNHMe
(42)
(42)
МеО—Р'
\\FMePh
МеО—Р'
\\FMePh
Et2NPh
Et2NPh
Более близкое отношение к дискуссии о реакциях замещения имеют данные об образовании при взаимодействии З'-О-ацетил- тимиднн-5'-фосфата с 2,4,6-триизопропил бензол сульфонилхлоридом мощного фосфорилирующего агента, которому на основании спектров ЯМР 31Р и других данных приписана структура (53) [73].
PhNH XPhNH X
PhNH X
PhNH X
(54) Х=О, S различных механизмов(54) Х=О, S различных механизмов
(54) Х=О, S различных механизмов
(54) Х=О, S различных механизмов
(53) Т = тимин
Из предшествующего рассмотрения
шепления связей фосфора с кислородом или азотом становит- Р очевидным, что незначительные изменения в структуре суб- СЯпата могут вызывать заметные изменения в деталях механизма С н даже полностью изменить механизм реакции. Прекрасной иллюстрацией этого положения служат соединения (54; X = O.S), хотя они и являются производными фосфоновой кислоты. Так, при X — О щелочной гидролиз (54) протекает по механизму ЕА, тогда как при X = S — по механизму АЕ [74].
Важные примеры влияния структурных изменений на механизм можно найти среди реакций циклических фосфатов. Ранее мы уже рассматривали некоторые данные, относящиеся к реакциям 1 3 2-диоксафосфорииаиов (шестичлеипых циклических сложных эфиров); семнчленные циклические сложные эфиры (1,3,2-диокса- фосфепаны) ведут себя, очевидно, аналогично. Для обоих типов соединений механизм реакций замещения представляет собой, no- видимому, комбинацию процессов Sn2(P) и АЕ, причем скорости этих реакций близки к скоростям реакций замещения в ациклических эфирах. В случае пятичленных циклических эфиров (1,3,2- диоксафосфоланов), однако, ситуация совсем иная: скорости реакций замещения в них отличаются от скоростей реакций «аналогичных» ациклических соединений в 106—108 раз!
Имеющиеся рентгеноструктурные данные для пятичленных циклических фосфатов [75], например для метилэтиленфосфата (55), подтверждают наличие достаточного напряжения в цикле, тенденция к ослаблению которого служит причиной чрезвычайно высокой скорости гидролиза. Ослабление напряжения цикла
пере- зани-пере- зани-достигается при образовании пентакоординационного переходного состояния (или промежуточного продукта), аналогичного
пере- зани-
пере- зани-
ходкому состоянию в механизме SN2(P), в котором цикл
(схе-(схе-мает апикально-экваториальное положение, как в (56) ма 43). Атакующий агент, в данном случае вода, подходит вдоль апикальной оси. Перемещение протона [структуры (57) и (58)] и разрыв апикальной связи между фосфором и протонированным атомом кислорода в (58) (апикальное образование связи и последующий апикальный разрыв) приводят к основному продукту гидролиза — ациклическому фосфату (59). В своем первоначальном виде эта гипотеза не объясняла протекания столь же быстрой конкурирующей реакции гидролиза экзоциклической эфирной связи, приводящей к минорному, циклическому продукту (62). [Сновываясь на этом ключевом результате, Вестхаймер и др. [22] предположили протекание в пеитакоординационном интермедиате последовательной реорганизации лигандов, известной как псевдовращепие, и представленной в данном случае последовательностью (57) -> (60) -> (61)(62), которая позволяет рас-
(схе-
(схе-
тривать экзоциклический гидролиз также с точки зрения апи- ни^"^^ оти/еплеиия- Другая последовательность псевдовраще- п(64)> помогает объяснить легко протекающую
реакцию обмена с Н2 18О.
p-»»iOох ^Ме(55)p-»»iOох ^Ме(55)НО«м»Ф^ОМеО ОН(60)НО«м»Ф^ОМеО ОН(60)° / НО—Р^'ООН ОМе(57)° / НО—Р^'ООН ОМе(57)НО^-р—Оно^ \)Ме(63)НО^-р—Оно^ \)Ме(63)О 7_ \ АOfm-p—омеО \нН (61)О 7_ \ АOfm-p—омеО \нН (61)*"О—р-«Ю Он\)Ме (58)*"О—р-«Ю Он\)Ме (58)° /~"O»f-p—оНгО^ ^ОМе(64)° /~"O»f-p—оНгО^ ^ОМе(64)О—^>-"u«O+ОН^ОМ9(56)
p-»»iOох ^Ме
(55)
p-»»iOох ^Ме
(55)
НО«м»Ф^ОМеО ОН
(60)
НО«м»Ф^ОМеО ОН
(60)
° / НО—Р^'О
ОН ОМе
(57)
° / НО—Р^'О
ОН ОМе
(57)
НО^-р—Оно^ \)Ме(63)
НО^-р—Оно^ \)Ме(63)
О 7
_ \ А
Ofm-p—о
меО \н
Н (61)
О 7
_ \ А
Ofm-p—о
меО \н
Н (61)
*"О—р-«Ю Он\)Ме (58)
*"О—р-«Ю Он\)Ме (58)
° /~"O»f-p—оНгО^ ^ОМе
(64)
° /~"O»f-p—оНгО^ ^ОМе
(64)
О 7О 7^Р—ОXо^ ^ОМе(65)^Р—ОXо^ ^ОМе(65)ОН (62) 30% ^(Мео)3Ро^Н06ОН (62) 30% ^(Мео)3Ро^Н06ОН ОМе(59) 70%ОН ОМе(59) 70%
О 7
О 7
^Р—ОXо^ ^ОМе
(65)
^Р—ОXо^ ^ОМе
(65)
ОН (62) 30% ^(Мео)3Ро^Н06
ОН (62) 30% ^(Мео)3Ро^Н06
ОН ОМе
(59) 70%
ОН ОМе
(59) 70%
НСГ
O=f«Hiiiio
ААмеО)3Ро^2-Ю6
ясняет гиХХ"^^реорганизации лигандов объ-
=ТИ андо^Гл^ско^ТАХа ^А°\Т°
циклического кислорода ?9П?А (8°/о) Ск°рости обмена экзо- фосфата составляют соотве(АвеХ10^, Г9ИД,Рп°7ЛИЗа "“"“'й среде елинстприг,^ ответственно 108 и 2-107; в щелочной ся раскрытие цикла. ЗМ0ЖНЬШ направлением гидролиза становит- Щения^относящиеТя11 к 43 бЫЛИ сделаны определенные допу- го комплекса К обРазованию тригонально-бипирамидально- нательныТа'омК слеДУ^Щему: более электроотри-
Цикл расползгпртгст Группа зан”мает апикальную позицию, а Допущения нахппя В апикалько'экваторпальном положении. Эти Детальном исслрпп^Ат?0’01^1^10^1^ нек°торое подтверждение при гичных соединений г20™9Мн°™х пентаоксифосфоринанов и анало-
J р
этиленфосЬ±а)тпИХпрпНЦеНтрацпях Г11ДРоксид-ионов гидролиз метил- Дчиняется кинетике второго порядка по кон- 69
нтпапии НО", для объяснения чего Рамирец и др. [20] пред- ппжили участие гексакоординационного комплекса (схема 44).
О /9О /9ОМеОМе/ PON НО^ он/ PON НО^ он-Meo"-Meo"рон онрон онО ро онО ро он
О /9
О /9
ОМе
ОМе
/ PON НО^ он
/ PON НО^ он
-Meo"
-Meo"
рон он
рон он
О р
о он
О р
о он
Вследствие своей высокой реакционной способности фосфаты енолов (енолфосфаты) заслуживают отдельного упоминания; их активность как фосфорилирующих агентов позволяет включать их в состав некоторых коммерческих инсектицидных препаратов [76, 77]. Образование енолфосфатов из триэфиров фосфористой кислоты и галогенкарбонильных соединений кратко обсуждалось в разд. 10.3.2. Другие препаративные методы включают присоединение к ацетиленовым соединениям (уравнение 45) и фосфорилирование соединений с активированной метиленовой группой, в том числе даже таких малоактивных, как ацетальдегид, фосфо- рилгалогенидами (уравнение 46) [78]. Изомерный состав продуктов этих реакций зависит от природы соли, получающейся из активного метиленового соединения, и от ее растворимости в конкретном растворителе. Так, в реакциях О,О-диэтилхлортиофосфата использование натриевых солей и неполярных апротонных растворителей способствует образованию продуктов с (Z)-конфигурацией, тогда как при использовании тетрабутиламмониевых солей и полярных апротонных растворителей предпочтительно образуются эфиры с (£)-конфигурацией [79].
Оо Et
IIHg(OAc)2II |
(RO)2POH + EtC=CH >■ (RO)2P—OC=CH2 (45)
ОО Ph
IIEtO-|||
(MeO)2PCl + PhCOCH2COMe >- (MeO)2P—OC=CHCOMe(46
Енолфосфаты обычно устойчивы к действию воды, но гидролизуются щелочами [0,5 М NaOH при 80°C или Ва(ОН)2 при 100 °C] с образованием дизамещенных фосфатов и карбонильных соединений. При гидролизе в мягких кислых условиях (0,1 М НС1 в 40%-ном ЕЮН при 85 °C) образуются те же продукты, однако в более жестких условиях (НС1, 1:1) происходит полный распад до алкилхлорида, карбонильного соединения и фосфорной кислоты. В присутствии этоксида натрия или п-толуолсульфокис- лоты енолфосфаты выступают как фосфорилирующие агенты по отношению к спиртам (уравнение 47).
Оо
(RO)2P—ОСН==СН2+R'OH —► (RO)2P—or1 + [НОСН=СН2] (47)
Енолфосфаты вступают во многие обычные для ненасыщенных эфиров реакции, такие, как присоединение водорода или брома, а также замещение винильного галогена (табл. 10.5.3).
Таблица 10.5.3. Реакции эфиров фосфорной кислоты,нс сопровождающиеся замещением у атома фосфора
РеагентыРеагентыПродукты реакции
Реагенты
Реагенты
(EtO)2P(O)OH, CH2N2
(EtO)2P(S)SH, MeC(OEt)3
(EtO)2P(S)SH, MeCH=C(OEt)2
Me x у—Q
У У(О)ОН, PhCOCl, Et3N
Me' '—о
(EtO)2P(S)SH, MeC=CH
(EtO)2P(S)SH, CH2=CHP(O)Et2
(EtO)2P(O)OCPh=CHCl,
KOC6H4NO2-«
Ck ,C1
(EtO)2P(O)OCH=CH2, Cl—у у—CI Cl^Xl
(EtO)2P(O)OPh, HNO3 в Ac2O
или H2SO4
(EtO)2P(O)OMe(EtO)2P(S)SEt, MeCO2Et, EtOH(EtO)2P(S)SEt, MeCH2CO2EtMe /—ОMeX /P(O)OCOPh \— o(EtO)2P(O)OMe(EtO)2P(S)SEt, MeCO2Et, EtOH(EtO)2P(S)SEt, MeCH2CO2EtMe /—ОMeX /P(O)OCOPh \— o(EtO)2P(S)SCMe=CH2 (EtO)2P(S)SCH2CH2P(O)Et2 (EtO)2P(O)OCPh=CHOC6H4NO2-n(EtO)2P(S)SCMe=CH2 (EtO)2P(S)SCH2CH2P(O)Et2 (EtO)2P(O)OCPh=CHOC6H4NO2-nСмесь (2-, 3- и 4-нитрофеннл)- диэтилфосфатовСмесь (2-, 3- и 4-нитрофеннл)- диэтилфосфатовПри действии амидов металлов в жидком аммиаке возможно элиминирование фосфорильного остатка («дефосфорплировавие») с образованием ацетиленового соединения (уравнение 48); близкая последовательность реакций использовалась в химии стероидов для удаления карбонильного кислорода (схема 49).
(EtO)2P(O)OMe
(EtO)2P(S)SEt, MeCO2Et, EtOH
(EtO)2P(S)SEt, MeCH2CO2Et
Me /—О
MeX /P(O)OCOPh \— o
(EtO)2P(O)OMe
(EtO)2P(S)SEt, MeCO2Et, EtOH
(EtO)2P(S)SEt, MeCH2CO2Et
Me /—О
MeX /P(O)OCOPh \— o
(EtO)2P(S)SCMe=CH2 (EtO)2P(S)SCH2CH2P(O)Et2 (EtO)2P(O)OCPh=CHOC6H4NO2-n
(EtO)2P(S)SCMe=CH2 (EtO)2P(S)SCH2CH2P(O)Et2 (EtO)2P(O)OCPh=CHOC6H4NO2-n
Смесь (2-, 3- и 4-нитрофеннл)- диэтилфосфатов
Смесь (2-, 3- и 4-нитрофеннл)- диэтилфосфатов
(48)
О II;РО\ ,Н NaNH2, NH3 > PhC=CCO2Et + (EtO)2PPh' Vo2EtО II;РО\ ,Н NaNH2, NH3 > PhC=CCO2Et + (EtO)2PPh' Vo2EtДругие реакции сиолфосфатов, а также насыщенных эфиров, не сопровождающиеся разрывом связей у атома фосфора, приведены в табл. 10.5.3.
О II
;РО\ ,Н NaNH2, NH3 > PhC=CCO2Et + (EtO)2P
Ph' Vo2Et
О II
;РО\ ,Н NaNH2, NH3 > PhC=CCO2Et + (EtO)2P
Ph' Vo2Et
Процесс щелочного гидролиза фосфатов, протекающий посредством атаки НО" по атому фосфора, можно рассматриват
ээффективными и более слабыеффективными и более слабые„ пплиесс анионного дезалкилирования, хотя в действительно- К Лияшей группой является RO" Анионное дезалкилирование может проходить и за счет 5^2-замещеиия у атома углерода в случае если алкоксильпый углерод атакует достаточно мощ- нуклеофил, как, например, при дезалкилировании бензило- вых эфиров иодид-иоиами. В случае более легко удаляемых алкильных групп могут оказаться нуклеофилы (уравнение аО).
э
э
ффективными и более слабые
ффективными и более слабые
CHoPhп+ (ro)2p< оCHoPhп+ (ro)2p< о
CHoPhп
+ (ro)2p< о
CHoPhп
+ (ro)2p< о
Мопомолекулярный ацидолиз сложных эфиров третичных и некоторых вторичных спиртов также идет с расщеплением связи углерод — кислород; моно-трет-бутилфосфат гидролизуется до трет-бутилового спирта и неорганического фосфата уже при pH 4. При обработке сухим НВг (октил-2)фосфаты отщепляют алкильную группу (или группы) с обращением конфигурации при асимметрическом атоме углерода; при действии водного НВг образуется рацемический окта пол-2.
Дезалкилирование происходит также при атаке по углероду азотсодержащих нуклеофилов. Триметилфосфат экзотермично реагирует с анилином, давая N.N-диметиланилин. Выла исследована способность эфиров фосфорной кислоты избирательно алкилировать атом азота [80] в гетероциклических соединениях [81]. Фосфаты являются более эффективными реагентами алкилирования азота, чем фосфонаты и фосфинаты. Интересно, что в случае амипоироизводпых полициклических ароматических углеводородов алкилирование может протекать также и по углероду.
Наконец, следует отметить, что дезалкилирование может быть внутримолекулярным процессом, также протекающим с предпочтительным замещением у атома углерода, а не у фосфора, в тех случаях, когда подходящим образом расположенный заместитель, содержащий кислород, серу или азот, атакует углерод; результатом подобных реакций может быть распад (уравнения 51, 52) или же только изомеризация (уравнение 53).
Выше приводилось несколько примеров реакций замены во- щп,Да У атомов кислорода, серы или азота на остаток (О)(ОН)2 с использованием методов, основанных на замещении хороших уходящих групп, например галогена в фосфорилгалогенн- лах или фосфат-аниона в пирофосфатах, а также альтернативным способом — путем присоединения остатка ОР(О)(ОН)2 к атому ~а. В°е эти Раакции удобно классифицировать как фосфори-
ОPhCH2OCONHCH2CH2OP(OEt)2ОPhCH2OCONHCH2CH2OP(OEt)2(51)(51)■> (EtO)2P■> (EtO)2P(52)(52)
О
PhCH2OCONHCH2CH2OP(OEt)2
О
PhCH2OCONHCH2CH2OP(OEt)2
(51)
(51)
■> (EtO)2P
■> (EtO)2P
(52)
(52)
(EtO)2P CH2CH2
О
> (EtO)2P—SCH2CH2SEt(53)
Другой структурной особенностью, которая используется в последнее время для создания «лучших» (более реакционноспособных или более избирательных) фосфорилирующих агентов, является напряжение цикла, характерное для пятичленных циклических эфиров, например для (66), получаемого из пирокатехина, и для производного 2-аминофенола (67) (уравнения 54, 55).
(66)(66)
(66)
(66)
лов, например^Тв^^^^ использование производных ендио- характерпый ДЛяСОчетается фактор напряжения,
пой способностью° таким Размером цикла, с реакцион-
ых систем. Эти соединения были исполь-
зованы Рамирсцом и сотр. для фосфорилирования двух спиртов без выделения промежуточных продуктов с помощью реакций, протекающих по различным механизмам (уравнение 56) [82].
Мс^ / \ /О р'оН RO^ >0поди. NagCOg ROx ^О
I—)р.(56)
„/ Xqr Rloz ХоснМеСОМоR’OZ Хон
Me л
(68)
При наличии в замещаемой группе электроноакцепторных заместителей нуклеофильное замещение у фосфорильного центра облегчается. Два обладающих этой особенностью реагента — (69) и (70) — в присутствии пиридина или триэтиламина избирательно фосфорилируют первичную гидроксильную группу даже при наличии в той же молекуле вторичного гидроксила [83].
(69)(69)
(69)
(69)
Может показаться, что соединения (69) и (70) представляют собой еще один тип фосфорилирующих агентов, однако в действительности их поведение согласуется с общей схемой (уравнение 57), данной Кларком и др. в кратком обзоре по фосфорилирующим агентам [84]. Фосфорилирование частицы Л~ или ее сопряженной кислоты сопровождается элиминированием X=Y и освобождением Z~ (схема 57). Это представление легко применимо к хлорфосфатам, для которых Z = Cl, а X и Y отсутствуют, а также к реагентам — производным бензола типа (69) и (70); в этом случае Z — электроноакцепторный заместитель в бензольном цикле арнлоксигруппы, изображаемой как X—Y. На стадии фосфорилирования X, Y и Z освобождаются вместе, как единое целое, которое может быть, но не обязательно будет, ароматической системой.
4- X=Y + 7Г4- X=Y + 7Г(57)(57)
4- X=Y + 7Г
4- X=Y + 7Г
(57)
(57)
ПРОИЗВОДНЫЕ ПОЛИФОСФОРНОЙ кислоты[27—33, 35, 39, 46, 85]
Эфиры пирофосфорной кислоты представляют собой ангидриды дизамощенных фосфатов и могут рассматриваться как про- стеишие члены ряда производных полифосфорных кислот. Мето-
ды получения и свойства собственно пирофосфатов до некоторой степени характерны и для эфиров высших полпфосфорных кислот. Будучи ангидридами, пирофосфаты могут быть получены дегидратацией подходящих производных фосфорной кислоты; на практике, однако, термическая дегидратация идет обычно с трудом, поэтому большая часть препаративных методов основана на фосфорилировании дизамещенных фосфатов, часто осуществляемом путем химической дегидратации.
Одни из наиболее ранних методов синтеза эфиров пирофос- форной кислоты состоит во взаимодействии хлорфосфатов с серебряными солями дизамещенных фосфатов; на модификации этого метода, в котором вместо дорогих серебряных солей используются пиридиниевые соли, основана современная методика частичного гидролиза хлорфосфатов в присутствии пиридина (см. разд. 10.5.2). Новые способы, применяемые для получения тетрафениловых и тетрабензиловых эфиров, заключаются в термолизе смешанных эфиров — производных оксалилхлорида (уравнение 58) и во взаимодействии сероуглерода с фосфатами серебра (уравнение 59).
0ГО1
(RO)2P—он +С1СОСОС1 —> L(RO)2P—ocoj2 —>
оо
IIII
—* СО + (RO)2P—о—P(OR)2 + СО2(58)
R = Ph, CH2Ph
ООО
IIII IIх
(RO)2P—OAg + CS2 —> COS + Ag2S + (RO)2P—О—P(OR)2(59)
Термическая дегидратация, по-видимому, мало пригодна для превращения дизамещенных фосфатов в эфиры ппрофосфорноп кислоты, тем не менее под действием карбодиимидов [наиболее часто используется дициклогексилкарбодиимид (ДЦК)] дегидратация протекает в очень мягких условиях (уравнение 60). Следует отметить сходство промежуточных продуктов в последнем процессе с промежуточными продуктами, образующимися в реакциях фосфатов серебра с имидоилхлоридами (уравнение 61) и в реакциях фосфорных кислот с нитрилами (уравнение 62); очевидно, что все эти интермедиаты соответствуют обобщенной формуле Кларка (см. схему 57).
оо +NHCeHuО о
(RO)2P-OH ^> (RO)2LoCNHC6Hh „ ---; -> (RO)2P-O-P(OR)2
-(CeH t iNH)2CO
оО NR2ОО
|| CICR* II II Н+О II
(RO)2P-OAg >- (RO)2P-OCR> ———^ (rO)2P-O-P(OR)2(61)
- К СОМИК
оО NHОО
|| CCI3CN II IIн+||||
(RO)2P-OH > (RO)2P-OCCC13 ■ — 7" > (RO)2P-O-P(OR)2 (62)
4(RO)3P=O + P2O5 —> 3(РО)<Р2Оз(63)
5(RO)3P=O + 2P2O5 —> 3(RO)5P3O5(64)
2(RO)3P=O + P2O5 —> (RO)6P4O7(65)
(RO)3P=O + P2O5 —> (3M)(ROPO2)„(66)
При нагревании смесей триалкилфосфатов с пентаоксидом фосфора образуются сложные смеси пиро- и полифосфатов (уравнения 63—66), состав которых зависит от соотношения реагентов. Аналогичная последовательность реакций при взаимодействии триалкилфосфатов с фосфорилхлоридамп (ср. уравнения 32 и 33) приводит к смесям сходного состава. Интересно, что усовершенствованный вариант этих методов используют в промышленности для производства инсектицида (71) (уравнения 67—69).
ООО
ИII II
(ЕЮ)3Р=О + (Me2N)2PCl —> (EtO)2P—О—P(NMe2)2(67)
ОООГ ОЧОО
II IIIIII II II
(EtO)2POP(NMe2)2 + 2(Me2N)2PCl —> [ (Me2N)2POJ2POP(OEt)2
2(Me2N)3P=o|
О О
II II3(Me2N)2POP(NMe2)2
(71)
Суммарное уравнение имеет вид:
О00
3(Me2N)2PCl+2(Me2N)3P=O+(EtO)3P=O —> 3(Me2N)2P—О—P(NMe2)2+3EtCl
(71)(69)
Некоторые из приведенных выше реакций с успехом используют для получения ангидридов тиофосфорных кислот. Определенный интерес представляет факт образования Р-тионо-изомеров [например, (72)], а не симметричных ангидридов (73), при использовании хлортиофосфатов или эфиров тиофосфорной кислоты (схема 70). Симметричные «тполо-англдрпды» получаются при взаимодействии вторичных фосфитов с сульфенилхлорпдами в мягких условиях (уравнение 71).
оII(r2n)2p-ciоII(r2n)2p-ciS+ POP nr2)2-S+ POP nr2)2-оо/ x IIII/ X(r2n)2p-s-p(nr2)2(73)оо/ x IIII/ X(r2n)2p-s-p(nr2)2(73)o so ss Vs VClCl+rop(nr2)2+rop(nr2)2(70)(70)
о
II
(r2n)2p-ci
о
II
(r2n)2p-ci
S
+ POP nr2)2-
S
+ POP nr2)2-
оо
/ x IIII/ X
(r2n)2p-s-p(nr2)2
(73)
оо
/ x IIII/ X
(r2n)2p-s-p(nr2)2
(73)
o s
o s
s V
s V
Cl
Cl
+rop(nr2)2
+rop(nr2)2
(70)
(70)
(72)
0000
||II PhH, 0°C|| II
(R0)2P—SCI 4-(R0)2P—н> (RO)2P—S—P(OR)2(71)
Важной особенностью эфиров пирофосфорной кислоты является исключительно высокая чувствительность «ангидридной» связи к нуклеофильным реагентам — спиртам, аминам, воде, карбоновым кислотам и т. д.; вследствие этого, а также благодаря тому, что фосфат-анион является хорошей уходящей группой, пирофосфаты можно использовать в качестве фосфорилирующих агентов (уравнение 72).
0000
IIIIIIII
(RO)2P—О—P(OR)2 + Nu" —► (RO)2P—Nu 4-(RO)2P—О"(72)
Важная биологическая роль ди- и трифосфатов будет обсуждаться отдельно.
ПРОИЗВОДНЫЕ ФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ[14, 28, 33, 34, 86, 87]
Химические свойства связи фосфор—кислород в эфирах фосфоновых кислот (4; X = О), связи фосфор—галоген в хлорангидри- дах этих кислот, связи фосфор — азот в амидах, а также соответствующих связей в производных тиофосфоновых кислот (4; X = S) весьма близки к свойствам тех же связей в аналогичных производных фосфорной кислоты. В соответствии с этим основное внимание в данном разделе уделено образованию связи фосфор — углерод и ее реакционной способности, а также ее влиянию на реакционную способность других связей.
Методы получения фосфоновых кислоти их производных
На практике окисление производных соответствующей кислоты фосфора(Ш) (т. е. фосфонистой кислоты; см. разд. 10.3.3) в производные фосфоновой или тиофосфоновой кислот (4; X = О или S) не получило широкого распространения в синтезе, отчасти из-за малой доступности исходных соединений. Этот метод, а также метод построения связи фосфор — углерод реакцией фос- 76
форилгалогенидов с моталлорганнческпми соединениями (схема 73) [88], которая сопровождается дальнейшими превращениями целевых ’продуктов, имеют, таким образом, лишь ограниченное
применение.
ОоII r'mr.x II(RO)2P—ci —* (RO)2P—R1II nit I tОоII r'mr.x II(RO)2P—ci —* (RO)2P—R1II nit I tR*MgXили R* LIR*MgXили R* LIОROPR'ОROPR'R'MrX—> RaP—O или R LIR'MrX—> RaP—O или R LI(73)(73)
Оо
II r'mr.x II(RO)2P—ci —* (RO)2P—R1
II nit I t
Оо
II r'mr.x II(RO)2P—ci —* (RO)2P—R1
II nit I t
R*MgXили R* LI
R*MgXили R* LI
О
ROPR'
О
ROPR'
R'MrX
—> RaP—O или R LI
R'MrX
—> RaP—O или R LI
(73)
(73)
О OEtII I(МеО)2Р—С=СН2О OEtII I(МеО)2Р—С=СН2(76)(76)О(ЕЮ)2Р—Н 4- МеСО2СН=СН2О(ЕЮ)2Р—Н 4- МеСО2СН=СН2R*>.ЕЮ" >-R*>.ЕЮ" >-ОII (ЕЮ)2Р—СН2СН2ОСОМеО MeII 1 (EtO)2P—СНОСОМеОII (ЕЮ)2Р—СН2СН2ОСОМеО MeII 1 (EtO)2P—СНОСОМе(77)(77)
О OEt
II I(МеО)2Р—С=СН2
О OEt
II I(МеО)2Р—С=СН2
(76)
(76)
О
(ЕЮ)2Р—Н 4- МеСО2СН=СН2
О
(ЕЮ)2Р—Н 4- МеСО2СН=СН2
R*>.
ЕЮ" >-
R*>.
ЕЮ" >-
О
II (ЕЮ)2Р—СН2СН2ОСОМе
О Me
II 1 (EtO)2P—СНОСОМе
О
II (ЕЮ)2Р—СН2СН2ОСОМе
О Me
II 1 (EtO)2P—СНОСОМе
(77)
(77)
Ниже описаны три весьма общих метода построения связи фосфор—углерод в ряду соединений фосфора (V); эти методы могут быть использованы для получения производных фосфиновых кислот (5) и третичных фосфиноксндов (6).
К первой группе относятся реакции прпсосдписпия подходящих соединений фосфора к соединениям, имеющим двойные или тропные углерод-углеродные связи. Ранее уже упоминались реакции прпсосдписпия триэфиров фосфористой кислоты (см. разд. 10.3.2.3, уравнения 75—80); в этих реакциях можно использовать также вторичные фосфиты или их тиоаналогп. За исключением высоко- активированных кратных связей, когда не требуется присутствия катализатора (уравнение 74), присоединение к активированным связям проводится обычно в условиях основного катализа (уравнения 75 п 76) пли в условиях свободнорадикальных реакции, причем в зависимости от условий проведения реакции образуются различные изомерные продукты (уравнение 77) [89].
ог О СО2ЕР1
IIбез катализатора I II I I
2(EtO)2P—Н + EtO2CC=CCO2Et > L(EtO)2P—CH— J2 (74)
оо
IIEto- II
(МеО)2Р—Н + EtSCeeCH >- (МеО)2Р—CH=CHSEt(75)
О
IIЕЮ”
(МеО)2Р—Н + EtOC=CH >-
плиплиВторая группа реакций приводит к днгалогенфосфонатам Их непосредственным предшественникам; как те, так и другие ^ожно использовать для получения разнообразных производных фосфоновых кислот [90].
пли
пли
При пропускании тока кислорода через смесь циклогексана и трихлорида фосфора при комнатной температуре и нормальном давлении за счет процесса окислительного хлорфосфонирования образуется дихлорфосфонат (уравнение 78); этот малоизученный метод несомненно имеет большие возможности.
О
-|- 2PCI3 -{- О2-|- 2PCI3 -{- О2РС12 +РОС1з + НС1РС12 +РОС1з + НС1(78)(78)
-|- 2PCI3 -{- О2
-|- 2PCI3 -{- О2
РС12 +РОС1з + НС1
РС12 +РОС1з + НС1
(78)
(78)
Чаще используется, однако, реакция неорганических галогенидов фосфора с углеводородами, обычно ненасыщенными, в присутствии трихлорида алюминия. Поскольку фосфорилхлорид образует комплексы с трихлоридом алюминия, последний не является эффективным катализатором в реакциях фосфорилхлорида с алкенами; тиофосфорилхлорид таких комплексов не дает, поэтому его катализируемые хлоридом алюминия реакции с алкенами и аренами протекают удовлетворительно и приводят к дихлортиофосфонатам (уравнения 79, 80).
S
ЛЮ3||
СН2=СН2 + C13P=S > СН2=СНРС12(79)
S
AICI3 II
PhH + Cl3P=S PhPCl2(80)
Комплексы (74), образующиеся при взаимодействии алкенов с пентахлоридом фосфора, при обработке диоксидом серы или пентаоксидом фосфора превращаются в винилдихлорфосфонаты (уравнения 81, 82); при действии других реагентов образуются винилдихлортиофосфонаты (уравнения 83, 84) [91]. При действии воды образуется свободная фосфоновая кислота (уравнение 85).
6РС1б+6SOo
3RCH=CH2 > 3[RCHC1CH2PC13 "PCU1 >
(74)
О
—> 3RCH=
CHPC12 + 3POC13 + 6SOCI2 + 3HC1
(81)
0
3(74)
2P2O5
>
3RCH=CHPC12 + 7POC13 + 3HC1
(82)
3(74)
2P2S5
>-
s
II
3RCH=CHPC12 + 7PSCI3 + 3HC1
(83)
3(74)
6H2S
s
3RCH=CHPC12 + 3PSC13 + I5HC1
(84)
0
3(74)
Ш2О (R-Ph)
II
PhCH=CHP(OH)2 + 10HC1 + H3PO4
(85)
при действии воды также кислоты.при действии воды также кислоты.Гхочные по структуре комплексы (75) получаются при взанмо- алкилгалогенидов с трихлорндом фосфора в присутствии д алюминия; при действии воды они также разлагаются, досфоповые кислоты. Гидролиз подобных комплексов мож- Д3 остановить на стадии дихлорфосфопатов, а при алкоголизе ояможно получение смешанных эфирохлорангидридов (схема 86) то 931 Производные арилфосфоновых кислот могут быть получены из комплексов, образующихся при взаимодействии диазо- ниевых солей с трихлоридом фосфора (схема 87); эти комплексы дают соответствующие фосфоновые
при действии воды также кислоты.
при действии воды также кислоты.
RC1 + РС1з + А1С13Qpj
2R ОН
I^ RPZ +R1C1+2HC1 + [A1C13]
+ ’’’\ci
[RPC13 'АЮЦ] —.(8в)
4R*OH l|
RP(ORI)S + 2R*C1 + 4НС1-4-[А1СЫ
.О
(87)(87)Си' +2Н2О II
(87)
(87)
[ArN2 X’] + РС13> [ArPCU XI > АгР(ОН)2 + ЗНС1
X = BF4, SiFe или ZnCla
В третью группу реакций, приводящих к производным фосфоновой кислоты, входят реакции изомеризации триэфиров фосфористой кислоты или их реакции с «алкилирующими агентами».
При умеренном нагревании или в присутствии ВЕз триметилфосфпт изомеризуется в диметилметилфосфонат; другие метил- фосфиты изомеризуются в присутствии анионообменных смол даже при низких температурах. Образование диэтилэтилфосфо- ната из триэтилфосфита происходит фотохимически путем образования и рекомбинации диэтоксифосфинильного и алкильного радикалов.
Гораздо более широкое применение получила реакция триэфиров фосфористой кислоты с органическими галогенидами, открытая Михаэлисом (1847—1916 гг.) и Кене в 1898 г. и ставшая известной как реакция Арбузова (А. Е. Арбузов, 1877—1968 гг.). Эта очень кратко обсуждавшаяся ранее реакция протекает с образованием ионного или псптаковалснтного (или, возможно, гибридного) промежуточного продукта и последующим его разложением, часто очень быстрым, приводящим к желаемому продукту (схема 88). Далее можно рассмотреть некоторые другие характерные черты этой реакции, особенно те, которые относятся к сфере ее применимости и стереохимии [94].
Реакция Арбузова является высоко стереоселективной и часто стереоспецифичной. Это не следует из данных ранних работ, поскольку применявшиеся при этом вторичные алкилгалоге- нид’ы обладают пониженной реакционной способностью. Реакция 5-трет-бутил-2-метокси-1,3,2-диоксафосфоринана (шестичленного циклического сложного эфира) с метилиодидом (уравнение 89) приводит к метилфосфонату с сохранением циклической структуры и в значительной мере с сохранением конфигурации у атома фосфора [95]. Незамещенные или монозамещенные пятичленные циклические фосфиты (1,3,2-диоксафосфоланы) при действии алкилгалогенидов в мягких условиях реагируют преимущественно с раскрытием цикла (уравнение 90).
о
(88)
R2R2О—R1 тх .О—R1 тх .Х=С1, Вг, IХ=С1, Вг, IMe ОI IIPOR + R’X —> ХСН2СН—OP—ORMe ОI IIPOR + R’X —> ХСН2СН—OP—OR(90)(90)R1R1
R2
R2
О—R1 тх .
О—R1 тх .
Х=С1, Вг, I
Х=С1, Вг, I
Me О
I II
POR + R’X —> ХСН2СН—OP—OR
Me О
I II
POR + R’X —> ХСН2СН—OP—OR
(90)
(90)
R1
R1
X = Cl, Вг, I
Если радикалы R1 и R2 (см. схему 88) идентичны, реакция превращается в простую изомеризацию, которую удобно проводить нагреванием фосфита в присутствии следовых количеств иоднда натрия, вызывающего слабое дезалкилирование, достаточное для автокатализа процесса изомеризации. Реакция считается неудачной с препаративной точки зрения, если из-за одинаковой реакционной способности и летучести R’Hal и R2Hal конкурируют в реакции с фосфитом.
Некоторые малореакционноспособные арилгалогениды удается ввести в реакцию Арбузова, если смесь реагентов подвергать фотолизу (уравнение 91) [96]; эта реакция высоко стереоспеци- фична, что указывает на заметную конфигурационную стабильность промежуточных фосфиранильных радикалов [97].
Палладиевые соли являются активаторами фосфитов в реакциях с арилгалогенидами; аналогичное действие оказывают соли 80
„ причем роль последних заключается, вероятно, в образо- ^комплексов (ср. уравнение 92).q
(EtO)sP +(EtO)sP +P(OEt)2CONHPhP(OEt)2CONHPh(91)(91)
(EtO)sP +
(EtO)sP +
P(OEt)2
CONHPh
P(OEt)2
CONHPh
(91)
(91)
О
(EtO)sP + АгХ "^^ [X2Ni{P(OEt)3}l —> (EtO)2PAr
X = Cl, Вг
в реакции Михаэлиса — Беккера (1897 г.) активированные галогениды стереоспецифично взаимодействуют с солями вторичных фосфитов (уравнение 93). Эта реакция может быть использована вместо обычной реакции Арбузова, однако ее недостатком является протекание конкурентного процесса — катализируемого основанием элиминирования в алкилгалогениде.
10.5.4.2. Функционализированные производные фосфоновой кислоты10.5.4.2. Функционализированные производные фосфоновой кислоты
10.5.4.2. Функционализированные производные фосфоновой кислоты
10.5.4.2. Функционализированные производные фосфоновой кислоты
О ch2n2 и -^-> (EtO)2P-CH2COArО ch2n2 и -^-> (EtO)2P-CH2COArItоон11л(ЕЮ)2Р—СН=С—АгItоон11л(ЕЮ)2Р—СН=С—Аг(94)(94)
О ch2n2 и -^-> (EtO)2P-CH2COAr
О ch2n2 и -^-> (EtO)2P-CH2COAr
It
оон
11л
(ЕЮ)2Р—СН=С—Аг
It
оон
11л
(ЕЮ)2Р—СН=С—Аг
(94)
(94)
Известно много различных типов функциональнозамещенных фосфоновых кислот и их производных, однако ниже описаны методы получения и свойства лишь некоторых из них.
1-Оксофосфонаты, образующиеся из трпэфпров фосфористой кислоты и ацилгалогенидов по реакции Арбузова, обладают свойствами типичных карбонильных соединений и при наличии ацильных групп с сильными электроноакцепторнымп свойствами расщепляются спиртами, водой или жпдкйм аммиаком. Кроме того, 1-оксофосфонаты с ароматическими ацильными группами при обработке дпазометаном дают продукты внедрения метиленовой группы — 2-оксофосфонаты, которые подобно 3-оксоалкано- атам способны к кето-енольной таутомерии (схема 94).
О
ArCOClII
(EtO)3P ——> (EtO)2P—COAr
|каВН4
оо он
АгСНОII I
(EtO)2P—Н > (ЕЮ)2Р—СНАг
ЕЮ"
При восстановлении оксофосфонатов борогидридом натрия образуются соответствующие гидроксифосфонаты; 1-гидроксифосфонаты можно также получить взаимодействием вторичных фосфитов с альдегидами или кетонами в присутствии основных катализаторов. В присутствии водной щелочи эта реакция становится обратимой, что позволило разработать способ превращения карбоновых кислот в альдегиды с тем же числом атомов углерода. Расщепление оксофосфонатов аммиаком приводит к амидам (схема 95).
оОН О
SOCI2(EtO)3P IINaBH4 |
RCO2H >■ RCOC1 > RCOP(OEt)2 > RCH—P(OEt)2
ООО
О
О
-(EtO)2PH-(EtO)2PHNH3NH3-(ЕЮ)2РН-(ЕЮ)2РННО~НО~(95)(95)ООrconh2rconh2RCHOО NMe2RCHOО NMe2(EtO)2P—Н + Me2NH + Ме2СО —►(EtO)2P—Н + Me2NH + Ме2СО —►(ЕЮ)2Р—СМе2(ЕЮ)2Р—СМе2(96)(96)
-(EtO)2PH
-(EtO)2PH
NH3
NH3
-(ЕЮ)2РН
-(ЕЮ)2РН
НО~
НО~
(95)
(95)
О
О
rconh2
rconh2
RCHO
О NMe2
RCHO
О NMe2
(EtO)2P—Н + Me2NH + Ме2СО —►
(EtO)2P—Н + Me2NH + Ме2СО —►
(ЕЮ)2Р—СМе2
(ЕЮ)2Р—СМе2
(96)
(96)
При взаимодействии вторичных фосфитов с первичными или вторичными алкил- или ариламинами в присутствии альдегидов или кетонов за счет реакции типа реакции Манниха образуются эфиры 1-аминофосфоновых кислот (уравнение 96). Фосфонаты, имеющие первичную аминогруппу, можно окислить в соответствующие нитрофосфонаты действием перманганата калия, а также в нитрозофосфопаты при использовании в качестве окислителей вольфрамата натрия и пероксида водорода.
10.5.4.3. Реакции производных фосфоновой кислоты
Фосфоновые кислоты, будучи двухосновными кислотами, образуют два ряда производных. Соединения с двумя неодинаковыми функциональными группами гораздо менее доступны, чем соединения с идентичными заместителями; однако имеются методы, сходные с методами, применяемыми в ряду производных фосфорной кислоты, которые позволяют осуществлять взаимопревращения этих производных. Подобные методы использованы при получении ациклических хиральных эфиров фосфоновых кислот с помощью реакций раскрытия цикла в циклических фосфонатах [70, 98].
Выше уже приводились примеры некоторых реакций фосфонатов, в которых участвуют только заместители у атома фосфора, но сам фосфор атаке реагентом не подвергается, например обычные реакции оксо-, гидрокси- и аминогрупп. Другие реакции, например присоединение к ненасыщенным углерод-углеродным связям, сходны с аналогичными превращениями в ряду произвольных фосфорной кислоты (см. табл. 10.5.1 и 10.5.3). Очень важной особенностью фосфонатов является заметная кислотность водорода у а-углеродного атома, особенно при дополнительной акти- 82
вашш его такими группами, как CN, Ph, NO2 или COR Обоаботка фосфонатов, имеющих фрагмент Р-СН, гидридом или этоксидом натрия, реактивами Гриньяра или литийорганическими соелимР пиями приводит к анионам которые способны алкилироваться или ацилироваться (уравнение 97) [99], а также реагировать с аль дегидами и кетонами с образованием алкенов (см гл 10 6) Карбанионы, стабилизированные фосфоиатной группой почучены при действии водной щелочи в двухфазной системе в присутствии катализаторов фазового переноса [100].
IINaH||- RCOCIТ
(ЕЮ)2Р-СН2РН> (EtO)zP-CHPh > (EtO)zP-CHPh (9?)
Перегруппировка фосфонатов в фосфаты представляет теоретический интерес, поскольку в отличие от других реакций, для которых обычно характерно пяти- или шестичленное циклическое переходное состояние, протекает через трехчленное циклическое переходное состояние. Известна термическая перегруппировка диэфиров 1-гидроксиалкплфосфоиовых кислот (Пудовик, Коновалова, 1963 г.) и 1-гидроксиалкилбис(фосфонатов) (Фитч, Мёд- ритцер, 1962). Действительно, присоединение диэтилфосфита к карбонильной группе диэфира 1-оксофосфоновой кислоты, ацильная группа которого обладает сильными электроноакцепторными свойствами (например, R = C3F7; схема 98), приводит непосредственно к продукту перегруппировки (76). Действие HCN на аналогичные 1-оксофосфопаты также вызывает перегруппировку з фосфаты, причем реакция катализируется кислотами (протонирование азота цианогруппы) или цианид-ионами (отрыв протона гидроксильной группы) (схема 99).
О II оОНО ГО IOP(OEt)2
RCOP(OEt)2 + (EtO)2P—Н —> RC— _P(OEt)2J2 —► RCH— P(OEt)z (98)
О
(76)
О OHII I (Язо-РгО)2Р—CC3F7CNО OHII I (Язо-РгО)2Р—CC3F7CN
О OH
II I (Язо-РгО)2Р—CC3F7
CN
О OH
II I (Язо-РгО)2Р—CC3F7
CN
О
||HCN
(u3O-PrO)2P—COC3F7 *
О
—>■ (изо-РгО)2РОСНСзРт
CN
(99)
1-Гидроксифосфонаты при действии сильных основ ‘ расщепляться или перегруппировываться в фосфаты (с ._
При достаточно высокой кислотности среды фосфп п
распадаться с разрывом связи фосфор—углерод,тор.
наличии в молекуле заместителей с сильными элек р ними свойствами (схема 101).
(EtO)2P\ н
+ Ph2CO
О\ОТНТВ
основание^ /^.^\Д^, основание, /„._, "
■ оо ^""^ (ЕЮЧГ? 24”^(EtO)2POCHPh2 (100)
10.5.5. ПРОИЗВОДНЫЕ ФОСФИНОВОЙ КИСЛОТЫ [33, 87, 101]
Подобно соединениям ряда фосфоновых кислот, производные фосфиновых кислот (5) можно получить прямым окислением соответствующих соединений трехвалентного фосфора; действительно, одни из первых представителей производных фосфиновой кислоты были синтезированы именно этим путем (Гофман, 1872 г., Михаэлис и Грефф, 1877 г.). Мягкое окисление вторичных фосфиноксидов пероксидом водорода, бромной водой или перманганатом в кислой или щелочной среде приводит к фосфиновым кислотам, а при действии на вторичные фосфпноксиды пентахлорида фосфора образуются хлорфосфинаты, которые при помощи стандартных методов можно превратить в другие производные фосфиновой кислоты (схема 102). -
оо
II Н2Ог II водн. КМпО4R2P-HR2POH 4R2pC1 '
АсОНили Н2О2
II _1РС1>(102)
ОО
РС15 II r*r2nh II
RzPOH > R2PC1> R2P—NR'R2
Несмотря на многие недостатки производных фосфонистой кислоты как исходных соединений, в том числе токсичность, запах, легкость окисления и т. д., они достаточно широко используются в реакции Арбузова, хотя область применения этой реакции имеет некоторые ограничения, связанные с природой радикала R2 в галогениде R2X (уравнение 103).
О
(103)(103)IIR‘P(OR)2+R2X ■—> RX+R'R2POR
(103)
(103)
X = Cl, Вг, 1
_ гпптветствующей модификации реакции Арбузова — Миха-
В лбпазоваиис фосфината также протекает с сохранением "«фигурам ;I атома фосфора (схема 104) |Ю2].
ОIIр/ГнOEtОIIр/ГнOEtононOEtOEtООNaH ^NaH ^OEtOEtРх (1°4)Рх (1°4)OEtOEt
О
II
р/Гн
OEt
О
II
р/Гн
OEt
он
он
OEt
OEt
О
О
NaH ^
NaH ^
OEt
OEt
Рх (1°4)
Рх (1°4)
OEt
OEt
реакциях замещения фосфорилгалогепидах кислоты под действи- приводят к целевымреакциях замещения фосфорилгалогепидах кислоты под действи- приводят к целевымCsM-)
реакциях замещения фосфорилгалогепидах кислоты под действи- приводят к целевым
реакциях замещения фосфорилгалогепидах кислоты под действи- приводят к целевым
Препаративные методы, основанные па газогена алкокси- или арилоксигрупп в (уравнение 105) или триэфирах фосфорной ем металлоргапичсских реагентов, обычно продуктам с умеренными выходами [ЮЗ] вследствие возможности
дальнейшего замещения, за исключением тех случаев, когда исходное соединение и реагент имеют объемистые заместители. Тем не менее при получении симметричных фосфиновых кислот часто исходят из вторичных фосфитов (см. разд. 10.3.2.4). Реакцию эфиров фосфоповых кислот с металлорганичсскими реагентами, как будет показано ниже (см. схему 114), также используют для синтеза производных фосфиновых кислот. В качестве защитной часто используют амидную группу, что позволяет остановить реакцию с металлорганическими соединениями на стадии фосфината (уравнение 106). Новый метод синтеза производных фосфиновых кислот основан на использовании дифосфиндисульфидов получающихся из тиофосфорилхлорида и реактивов Гриньяпа (схема 107) [104]. г
% Р~\/Р\ /(СН2)п4СИ О—/оMe2NPCl2 4- 2PhLi% Р~\/Р\ /(СН2)п4СИ О—/оMe2NPCl2 4- 2PhLiООRMgx + ci3p=sRMgx + ci3p=sооPh2PO(CH2)R+2OHPh2PO(CH2)R+2OHPh2PNMe2Ph2PNMe2s Ss SR2P—PPR2P—PP22н+н+HNO3)илч Н2О2HNO3)илч Н2О2SO2C12SO2C12HgOHgO(Ю5)(Ю5)оPh2POHОоPh2POHОR2POHSR2POHSR2PC1ОR2PC1ОООR2P—О—PR2R2P—О—PR2(103)(103)(W7)(W7)^сФи^Ти^оТбы^^^^ симметричных И несимметричных Учения производных фосфоно^ РЯД пРепаРативных реакций Х фосфоновых кислот, протекающих с обра-^сФи^Ти^оТбы^^^^ симметричных И несимметричных Учения производных фосфоно^ РЯД пРепаРативных реакций Х фосфоновых кислот, протекающих с обра-
% Р~\
/Р\ /(СН2)п4
СИ О—/о
Me2NPCl2 4- 2PhLi
% Р~\
/Р\ /(СН2)п4
СИ О—/о
Me2NPCl2 4- 2PhLi
О
О
RMgx + ci3p=s
RMgx + ci3p=s
о
о
Ph2PO(CH2)R+2OH
Ph2PO(CH2)R+2OH
Ph2PNMe2
Ph2PNMe2
s S
s S
R2P—PP
R2P—PP
2
2
н+
н+
HNO3)илч Н2О2
HNO3)илч Н2О2
SO2C12
SO2C12
HgO
HgO
(Ю5)
(Ю5)
о
Ph2POHО
о
Ph2POHО
R2POH
S
R2POH
S
R2PC1
О
R2PC1
О
О
О
R2P—О—PR2
R2P—О—PR2
(103)
(103)
(W7)
(W7)
^сФи^Ти^оТбы^^^^ симметричных И несимметричных Учения производных фосфоно^ РЯД пРепаРативных реакций Х фосфоновых кислот, протекающих с обра-
^сФи^Ти^оТбы^^^^ симметричных И несимметричных Учения производных фосфоно^ РЯД пРепаРативных реакций Х фосфоновых кислот, протекающих с обра-
зованием и разложением (уравнения 108—110).зованием и разложением (уравнения 108—110).галогенфосфониевых комплексовгалогенфосфониевых комплексовСц1RPCl24-ArN2 'ВР4 Сц1RPCl24-ArN2 'ВР4 оо+_ Н2О II[ArRPCl2 BF4] >- ArRPOHО+_ Н2О II[ArRPCl2 BF4] >- ArRPOHО(108)(108)ArH + PCI3 + А1С13 —► [Ar2PCl2 "A1CUJArH + PCI3 + А1С13 —► [Ar2PCl2 "A1CUJ012еюн 11>• Аг2РС13> Ar2POEt012еюн 11>• Аг2РС13> Ar2POEt(109)(109)
зованием и разложением (уравнения 108—110).
зованием и разложением (уравнения 108—110).
галогенфосфониевых комплексов
галогенфосфониевых комплексов
Сц1
RPCl24-ArN2 'ВР4
Сц1
RPCl24-ArN2 'ВР4
о
о
+_ Н2О II
[ArRPCl2 BF4] >- ArRPOH
О
+_ Н2О II
[ArRPCl2 BF4] >- ArRPOH
О
(108)
(108)
ArH + PCI3 + А1С13 —► [Ar2PCl2 "A1CUJ
ArH + PCI3 + А1С13 —► [Ar2PCl2 "A1CUJ
012еюн 11
>• Аг2РС13> Ar2POEt
012еюн 11
>• Аг2РС13> Ar2POEt
(109)
(109)
тргт-BuCl + А1С13 + МеРС12 —>
О
+. н2о
(ИО)(ИО)[трет-ВиМеРС12 A1CU] >- трет-ВиМеРОН
(ИО)
(ИО)
Методы синтеза циклических фосфиновых кислот и их производных заслуживают специального упоминания, поскольку они иллюстрируют еще один аспект поведения фосфора (III) — его диенофильность [105]. Как показано на схеме 111, при обработке хлорпроизводных соединений фосфора(III) диенами образуются промежуточные продукты, изображаемые как псевдофосфониевые соли или пентакоординацпонные соединения, которые при сольволизе дают хлорангидриды или эфиры циклических фосфиновых кислот.
В отличие от эфиров фосфоновых кислот, многие из которых широко используются как предшественники карбанионов в синтезе олефинов, амиды и другие производные фосфиновых кислот не нашли широкого применения в общем органическом синтезе. Тем не менее можно считать, что метод получения чистых вторичных аминов, включающий алкилирование дифенила мидофосфинат- анионов с последующим мягким кислотным гидролизом образующихся вторичных амидофосфинатов по связи Р—N (схема имеет явные преимущества перед общепринятым методом, основанным на использовании сульфонамидов [106] (см. гл. 6.1).
О00
RMeNH(112) эфирах к фос-RMeNH(112) эфирах к фос-||1. RNH,II - MelIIn-MeC6H4SO3H
RMeNH
(112) эфирах к фос-
RMeNH
(112) эфирах к фос-
Ph2PCl -> Ph2P—NR > Ph2PNMeR "*
NaH, ДМФ
Можно предсказать, что при замене связей Р О в^ фосфорной кислоты (1) — (3) на связи Р—С, приводящей
фонатам (4), фосфинатам (5) и, наконец, к третичным фос ^ сидам (6), электронная плотность на атоме фосфора суде
аться вследствие ступенчатого удаления электроноакцептор- ВЫШ кислородных заместителей. Следовательно, для типичных нЫяХкцИй нуклеофильного замещения при фосфорильном центре, РяПпимер для щелочного гидролиза, скорость реакции для эфиров Фосфиновых кислот должна быть выше, чем в случае фосфатов. Результаты, полученные для ряда метиловых эфиров, хлорангид- идов и фторангидридов, избранных в качестве объекта исследования с целью устранения пространственных различий между алкил- и алкоксизаместителями (другими словами, изучались гомоморфные соединения), представлены в табл. 10.5.4.
Таблица 10.5.4. Влияние заместителей у атома фосфора на скорость сольволиза ациклических производных фосфиновой, фосфоновой и фосфорной кислот
Соединение
Скорость сольволиза при Х = С1, мни-1
Константа скорости щелочного б гидролиза при X = F, л/(моль-с)
Относительная скорость щелочного гидролиза в при X —ОМе
Et2P(O)X
1,5
726
5,9
Et(MeO)P(O)X
0,98
49,1
4,2
МеО)2Р(О)Х
0,00175
18,2
1,0
а Псевдомономолекулярная реакция; вода (5%)-г-ацетон (95%), 0 °C [106а].
® Реакция второго порядка; вода, 25°С [1066], В Вода, 80 °C [106в].
Замена алкильного остатка на алкоксигруппу несомненно снижает скорость щелочного гидролиза, хотя и не в такой степени, как в случае соответствующих карбонильных соединений. Следует подчеркнуть важность использования гомоморфных соединений [27, с.253], однако даже при соблюдении этого условия необходимо проявлять осторожность при трактовке получаемых результатов. Любая попытка объяснения экспериментальных данных с позиций простого электронного влияния должна рассматриваться как упрощенный подход, поскольку при этом не учитываются возможные изменения в природе переходного состояния, возникающего при замене нуклеофила или при изменении числа фосфоруглеродных связей в молекуле.
Более наглядные изменения, происходящие при замене кислорода на углерод, найдены в случае циклических эфиров (табл. 10.5.5.). В этом случае интерпретация наблюдаемых результатов основывается на учете степени ослабления напряжения Цикла при образовании тригонально-бипирамидального интермедиата и (очевидно) предпочтительного экваториального расположения связи фосфора с углеродом цикла. Необходимое для экзо- Циклического гидролиза фосфонатов псевдовращение означает, то либо цикл занимает экваториально-экваториальное положе- е, либо циклическая фосфор-углеродная связь становится
Таблица 10.5.5. Скорости гидролиза циклических эфирозтетракоординированнояо фосфора [22]
Относительная скорость реакции а
СоединениеСоединениеэкзоциклическийгидролизэкзоциклическийгидролизэндоциклическийгидролизэндоциклическийгидролиз
Соединение
Соединение
экзоциклическийгидролиз
экзоциклическийгидролиз
эндоциклическийгидролиз
эндоциклическийгидролиз
~ 106~ 106~ ю8
~ 106
~ 106
~ 106
За единицу принята скорость реакции соответствующего ациклического «аналога».
апикальной; очевидно, что оба этих условия маловероятны, поэтому в случае фосфонатов гораздо более важную роль играет эндо- циклический гидролиз.
10.5.6. ТРЕТИЧНЫЕ ФОСФИНОКСИДЫ [87, 107—110]
Третичные фосфиноксиды являются продуктами замещения всех атомов галогена, алкокси- или арилоксигрупп в фосфорильных соединениях на алкильные или арильные группы.
При использовании в широко применяемой реакции Виттита в качестве предшественника илида трифенилфосфина фосфорсодержащим продуктом реакции всегда является трифенилфос- финоксид. Этот оксид образуется также при взаимодействии трифенилфосфина с соединениями, являющимися источниками положительно заряженного галогена, например с гипохлоритами, N-галогенамидами, многими а-галогенкарбонильными соединениями, бромацетонитрилом, бромнитрометаном и даже бромиро- ванными фенолами, с последующим разложением образующихся галогенфосфониевых солей термическим или сольволитическим путем [40]. Термолиз енолфосфониевой соли (77) представляет собой хороший способ синтеза дифенилацетилена (уравнение 113).
С1г ОРРНз "С1т
Ph3P + PhCOCHPh —► [phC=CHPh J _нс1> PhC^CPh + Ph3P=O (ИЗ)
(77)
На практике, однако, для получения третичных фосфиноксидов (или фосфинсульфидов) используют три основные группы реакции- Первая группа включает реакции нуклеофильного замешени галогена или эфирной функции в производных фосфорной, ф° " 68
Зоновых или фосфиновых кислот под действием металлоргани- Т ских реагентов [88]. Взаимодействие реактивов Гриньяра с хиральными эфирами фосфоновых и фосфиновых кислот сопровождается обращением конфигурации у атома фосфора [111, 112] /см схему 115). Более реакционноспособные литинорганнческие соединения реагируют с фосфорильными производными легче, чем реактивы Гриньяра, однако и те, и другие реагенты, если они содержат объемистые группы, склонны реагировать преимущественно по атому углерода, а не по фосфору, что приводит к алкилированию реагента вместо его «фосфорилирования» (уравнение 114).
(МеО)3Р=О + 2,4,6-Me3C6H2MgBr —► 1,2,4,6-Ме4С6Н2 (114)
Очень изящный путь синтеза хиральных третичных фосфинок- сидов из циклических фосфонатов основан на использовании кон- формационно жестких бициклических систем —- производных 2,3- ди-О-метил-а-метил-О-глюкопиранозида (78) и его эпимера по атому фосфора; последовательная обработка фенил- и этилмаг- нийбромидом приводит к фосфиноксиду (схема 115) [ИЗ].
Лучшие результаты дает реакция металлорганических реагентов с галогенфосфорильными соединениями (уравнение 116), если только реагент или субстрат, или оба вместе, не содержат объемистых заместителей (уравнение 117); в последнем случае более удобным может оказаться получение и последующее окисление соответствующего фосфина (уравнение 118).
Оо
PhCH=CHPCl8 + 2PhMgBr —> PhCH=CHPPh2(116)
ОО
IIтрет-BuMgBr + RPC12 —>• RP(Bu-rper)2 (следы)(117)
Он2о2 ||
RPCl2 + 2PhC=CMgBr —> RP(C=CPh)2 ► RP(C=CPh)2 (118)R = Ви-трет
Рг\ROH^P=OPhРг\ROH^P=OPhMeMgClMe pr|||lm-p = ()Ph (“l"^)MeMgClMe pr|||lm-p = ()Ph (“l"^)MeS=P^HPr ThMeS=P^HPr Th
Рг\
ROH^P=O
Ph
Рг\
ROH^P=O
Ph
MeMgCl
Me pr|||lm-p = ()
Ph (“l"^)
MeMgCl
Me pr|||lm-p = ()
Ph (“l"^)
Me
S=P^HPr Th
Me
S=P^HPr Th
Ранее уже отмечалось значение вторичных фосфитов (см разд. 10.3.2.4) для получения смешанных третичных фосфиноксидов.
Вторую группу реакций составляют различные методы окисления. Хотя третичные фосфины, особенно с алкильными заместителями, легко окисляются кислородом воздуха, эту реакцию из-за трудности ее контроля редко применяют для получения фосфиноксидов. В качестве окислителей широко используют дру. гие реагенты, в том числе оксиды металлов, азота, а также органические и неорганические пероксиды. Использование описанных выше методов для синтеза оптически активных фосфиноксидов иллюстрируется схемой 119.
R* ментил
Кроме приведенных на схеме 119 реагентов можно отметить B2S3, с помощью которого возможно превращение оптически активных фосфиноксидов в фосфинсульфиды с той же конфигурацией [114]. В сильнокислой среде растворенные в диметилсульфоксиде фосфинсульфиды превращаются в фосфиноксиды с противоположной конфигурацией [115]; использование в этой реакции иода вместо кислоты уменьшает тенденцию к рацемизации [17].
Третья группа реакций синтеза фосфиноксидов включает гидролитические методы [45, 116]. Разложение фосфониевых солеи под действием оснований первоначально исследовалось лишь с точки зрения механизма реакции, а не ее препаративного применения. Взаимодействие фосфониевой соли с гидроксид-ионом приводит, по-видимому, к пентакоординационному промежуточному продукту (уравнение 120), который распадается с потерей группы, образующей наиболее стабильный анион; таким образом,
сильный и аллильный заместители отщепляются легче фепнль-
Другие фосфониевые соли, например бензилфеннлди-трст- ^•тнчфосфонппбромпд, очень устойчивы к действию спиртового паствора шелочп; некоторые соли подвергаются перегруппировкам (уравнение 121), в том числе с расширением цикла (уравнение 122).
НзРК1НзРК1НО уНО у>- R3P=O + HR1 (120)>- R3P=O + HR1 (120)
НзРК1
НзРК1
НО у
НО у
>- R3P=O + HR1 (120)
>- R3P=O + HR1 (120)
Ph3PCH=CH2 + НО )-Ph3PCH=CH2 + НО )-> Ph2P-CH-Me (121)> Ph2P-CH-Me (121)PhPh Р-СН=СН„о—нPhPh Р-СН=СН„о—нК = Me, PhК = Me, Ph(122)(122)
Ph3PCH=CH2 + НО )-
Ph3PCH=CH2 + НО )-
> Ph2P-CH-Me (121)
> Ph2P-CH-Me (121)
Ph
Ph Р-СН=СН„
о—н
Ph
Ph Р-СН=СН„
о—н
К = Me, Ph
К = Me, Ph
(122)
(122)
Хотя щелочной гидролиз фосфониевых солей обычно протекает с обращением конфигурации у атома фосфора (см. схему 119), реакция может сопровождаться и рацемизацией, степень которой зависит от условий эксперимента. Скорость гидролиза зависит от размера цикла в циклических фосфониевых солях: пятичлеипые циклические фосфониевые (фосфолапиевые) соли реагируют примерно в 1000 раз быстрее шестичлениых фосфониевых (фосфо- ринаниевых) солей; число и положение заместителей в цикле может влиять па стереоспецифичность реакций гидролиза.
Одним из проявлений электрофильных свойств фосфора является протекающая в силыюосновиой среде реакция расщепления фосфниоксидов с потерей карбаниона и образованием фосфиновой кислоты (уравнение 123).
(123)(123)
(123)
(123)
В то же время третичные фосфипоксиды (и фосфинсульфиды) проявляют нуклеофильные свойства, образуя силильные комплексы при действии гексахлордисилана или трихлорсилана (117],
которые превращают оксиды в родоначальные фосфины с обращением конфигурации, а также при действии фенилсилана [118]" восстанавливающего оксиды с сохранением конфигурации. ’
ЛИТЕРАТУРА
Л. N. Pudovik and G. Е. Yastrebova, Russ. Chem. Rev., 1970 39 kco. [Л. H. Пудовик, Г. E. Ястребова. — Усп. химии, 1970, 39, 1190]. ’’ °2’
D. Е. С. Corbridge, in ‘Topics in Phosphorus Chemistry’, ed. M. Grauson ы E. J. Griffith, Interscience, New York, 1969, vol. 6, p. 235.
L. C. Thomas, ‘Interpretation of Infrared Spectra of Organophosphorus Compounds’, Heyden, London, 1974."
R. F. Hudson, ‘Structure and Mechanism in Organo-Phosphorus Chemistry’ Academic, London, 1965, chapter 3; [P. Хадсон. Структура и механизм реакций фосфорорганических соединений. Пер. с англ. М., Мир, 1967, гл. 3]
Л. /. Kirby and S. G. Warren, ‘The Organic Chemistry of Phosphorus’, Elsevier, Amsterdam, 1967, chapter 1 and 10; [Л. Кирби, С. Уоррен. Органическая химия фосфора. Пер. с англ. М., Мир, 1971, гл. I, 10].
В. L Walker, ‘Organophosphorus Chemistry’, Penguin, Harmondsworth, 1972, chapter I.’
/. Emsley and D. Hall, ‘The Chemistry ot Phosphorus’, Harper and Row, London, 1976, chapters 2 and 8.’
M. M. Crutchfield, С. H. Dungan, J. H. Letcher, V. Mark, and J. R. Van Wa- zer, in ‘Topics in Phosphorus Chemistry’, ed. M. Grayson and E. J. Griffith, Interscience, New York, 1967, vol. 5.
Y. Segall, I. Granoth, Л. Kalir, and E. D. Bergmann, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 399.
M. Gallagher, Л. Munoz, G. Gence, and M. Koenig, J. C. S. Chem. Comm., 1976, 321.
G. Kamal and G. M. Usacheva, Russ. Chem. Rev., 1966, 35, 601; [Г. X. Ka- май, Г. M. Усачева. — Усп. химии, 1966, 35, 1404].
/. Michalski, Bull. Soc. chim. France, 1967, 1109.
M. Mikolajczyk and M. Leitloff, Russ. Chem. Rev., 1975, 44, 670; [M. Muko- лайчик, M. Лейтлофф.— Усп. химии, 1975, 44, 1419].
‘Organophosphorus Stereochemistry’, ed. W. E. McEwen and K. D. Berlin, Dowden, Hutchinson and Ross, Stroudsburg, 1975, (a) Part 1, Origins, P(III) and P(IV) Compounds; (b) Part II, P(V) Compounds.
См., например: R. Schmutzler, Org. Synth. Coll. Vol. 5, 1973, 218.
E. M. Bellet and J. E. Casida, J. Agric. Food Chem., 1974, 22, 207.,
M. Mikolajczyk and J. Luczak, Chem and Ind. (London), 1974, 701; Synthesis, 1975, 114.
W. Stec, A. Okruszek, and J. Michalski, Angew. Chem. Internal. Edn., 1971, 10, 494.
W. J. Stec, Д. Okruszek, and J. Michalski, I. Org. Chem., 1976, 41, 233.
P. Gillespie, F. Ramirez, I. Ugi, and D. Marquarding, Angew. Chem. Internat. Edn., 1973, 12, 91.
/. Ugi and F. Ramirez, Chem. Britain. 1972, 8, 198.
F. H. Westheimer, Accounts Chem. Res., 1968, 1, 70.
/. Ugi, D. Marquarding, H. Klusacek, P. Gillespie, and F. Ramirez, Accounts Chem. Res., 1971, 4, 288.
F. Ramirez, M. Nowakowski, and J. E. Marecek, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 4330; F. Ramirez, H. Tsuboi, H. Okazaki, and M. Nowakowski, Phosphorus, 1976, 6, 215.
W. S. Wadsworth, Jr., J. C. S. Perkin II, 1972, 1686.,_
R. W. Ridgway, H. S. Greenside, and H. H. Freedman, J. Amer. Chem. Soc.,
1976, 98, 1979..,
R. F. Hudson, ‘Structure and Mechanism in Organo-Phosphorus Chemistry , Academic, London, 1965, chapter 8; [P Хадсон. Структура и механизм peat - ций фосфорорганических соединений. Пер. с англ. М., Мир, 1967, гл. 8].
_ г binders 'Phosphorus and Fluorine’, Cambridge University Press, 1957. 28- л 1 Kirbu and s G Warren, ‘The Organic Chemistry of Phosphorus’, Else- vier Amsterdam. *1967, chapter 7, 10, and 11; [А Кирби, С. Уоррен. Орга- упмня Aoccbona. Пер. с англ. M., Мир, 1971, гл. 7, 10, 11].
30 s"V Walker, ‘Organophosphorus Chemistry’, Penguin, Harmondsworth, 1972, 0 1 ^Emsky and D. Hall, ‘The Chemistry of Phosphorus’, Harper and Row, 1976 chapter 8 and 10.
КSa^se in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. Мй1- 32' ler, Thieme, Stuttgart, 1964, Vol. XII, part 2._
fat D W Hutchinson, in ‘Organophosphorus Chemistry, ed. S. Trippett, Snecialist Periodical Reports, The Chemical Society, London, 1970, vol. 1, clrapter 6; (b) N. К Hamer, ibid., 1971-1975, vols. 2-6; (c) R. S. Edmundson, ibid.,’ 1976-1978, vols. 7—9.
Уе L Getter ‘Organophosphorus Monomers and Polymers , trans. J. Burdon, Pergamon Oxford, 1962; [£. Л. Гефтер. Фосфорорганические мономеры и полимеры. Изд. АН СССР, 1960].
Е Cherbuliez, in ‘Organophosphorus Compounds, ed. G. M. Kosolapoff and L Maier Wiley-Interscience, New York, 1973, vol. 6, p. 211.
D E Ailman and R. J. Magee, in ‘Organophosphorus Compounds’, ed. G. M. Kosolapoff and L. Maier, Wiley-Interscience, New York, 1976, vol. 7,
^. Pluck and W. Haubold, in ‘Organophosphorus Compounds’, ed. G. M. Kosolapoff and L. Maier, Wiley-Interscience, New York, 1973, vol. 6, p. 579.
E. Pluck, in ‘Topics in Phosphorus Chemistry’, ed. M. Grayson and E. J. Griffith, Interscience, New York, 1967, voi. 4, p. 291.
F. Cramer, in ‘Newer Methods of Preparative Organic Chemistry’, ed. W. Foerst, Academic, New York, 1964, vol. 3, p. 319.
B. Miller, in ‘Topics in Phosphorus Chemistry’, ed. M. Grayson and E. J. Griffith, Interscience, New York, 1965, vol. 2, p. 133.
A. Skowronska, J. Mikolajczak, and J. Michalski, J. C. S. Chern. Comm., 1975, 986.
A. Zwierzak, Synthesis, 1975, 507.
J. R. Cox, Jr. and O. Bertrand Ramsay, Chern. Rev., 1964, 64, 317.
S. Trippett, Pure Appl. Chem., 1974, 40, 595.
R. Luckenbach, ‘Dynamic Stereochemistry of Pentaco-ordinated Phosphorus and Related Elements’, Thieme, Stuttgart, 1973.
D. M. Brown, Adv. Org. Chem., 1963 3, 75.
N. Ninomiya, T. Shioiri, and S. Yamada, Chem. Pharm. Bull. (Japan), 1974, 22, 1795; T. Shioiri, Y. Yokoyama, Y. Kasai, and S. Yamada, Tetrahedron, 1976, 32, 2211; S. Yamada, N. I kola. T. Shioiri, and S. Techibana, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 7174.
A. Zwierzak and S. Zawadzki, Synthesis, 1971, 323.
A. Koziara and A. Zwierzak, Tetrahedron, 1976, 32, 1649.
A. Zwierzak and T. Gajda, Tetrahedron Letters, 1974, 3383.
B. Corbel, J.-P. Paiigam, M. Dreux, and P. Savignac, Tetrahedron Letters, 1976, 835.
ro Edmtmdson at'd T. J. Moran, J. Chem. Soc. (C), 1971, 3437.
,. ' S‘ Wads®orth, Jr. and W. D. Emmons, J. Org. Chem., 1964, 29, 2816.
o4. w. J. Stec, A. Okruszek, K. Lesiak, B. Uznanski, and J. Michalski, J Org. Chem., 1976, 41, 227.
$$'^' A! arc hen ко, A. M. Pinchuk, and A. G. Feshchenko, Zhur. obshchei
Khim., 1974, 44, 67 (Chem. Abs. 1974, 80, 108141); [А. П. Марченко, rлП1ШЧУК. А. Г. Фаценко. — ЖОХ, 1974, 44, 67].
Г7 иEr00n and H. C. van der Plas, Tetrahedron Letters, 1974, 3201.
‘ №Amant’ Russ‘ Chcm- Rev’ 197°- 39' 457: И- Норман. — Усп.химии, 1970,39,990].
£ т Pedersen nnd S -O- Lawesson, Tetrahedron, 1974, 30, 875.
" p nn P' ®’ Eedersen, aud S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 19 73 29, 4215;
p. ti. Pedersen and S.-O. Lawesson, Acta Chem. Scand. (B), 1974, 28, 1045;
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
R, S. Monson and A. Baraze, Tetrahedron, 1975, 31, 1145; R S„
A. Baraze, J. Org. Chem., 1975, 40, 1672.‘ ’ Monson and
E. B. Pedersen, J. Perregard and S.-O. Lawesson, Tetrahedron 1973 29 G. Sosnovsky, E. H. Zaret, and B. Bohnel, Z. Naturforsch. (B) 1976 31
N, N. Preobrazhenskaya, Russ Chern Rev., 1972, 41, 54- \н н - женская.-Усп. химии, 1972, 41, 96].’ 1 '‘ "P^P^
A. F. Gerrard and N. K. Hamer. J. Chem. Soc. (B), 1969, 369- ioa? non. 1968, 539; N. K. Hamer and R. D. Tack, J. C. S. Perkin II, 1974 1184 22’ R. K. Osterheld, in ‘Topics in Phosphorus Chemistry’, ed’ M. Graus™ E. J. Griffith, Interscience, New York, 1972, vol 7, p. 103.
W. J. Stec, B. Uznanski, K. Bruzik, and J. Michalski, J. Org. Chem 1976
T. A. Mastryukova and M. L Kabachnik, Russ. Chem. Rev., 1969, 38 795- [T. А. Мастрюкова, M. И. Кабачник. -— Усп. химии, 1969, 38, 1751].’ * A. Zwierzak, Synthesis, 1975, 270; Al. Kluba and A. Zwierzak Roczniki Chem., 1974, 48, 1603 (Chem. Abs., 1975, 82, 124647). ’
" Wadsworth, Jr. and Y.-G. Tsay, J. Org. Chem., 1974, 39, 984. Wadsworth, Jr. and R. L. Wilde, ibid., 1976, 41, 1264.
68a. W. S.
686. Г. S.
Wadsworth, Jr., S. Larsen, and H. L. Horton, ibid., 1973, 38, 256.
68c. W. S. Wadsworth, Jr., S. Larsen, and H. L. Horton, ibid., 1973, 38, 256.
J. M. Harrison, T. D. Inch and G. J. Lewis, J. C. S. Perkin I, 1974, 1053.
69.
70.
C. R.
Hall, T. D. Inch, G. J. Lewis, and R. A. Chittenden, J. C. S. Chem.
Comm., 1975, 720.
71.
72.
С. H. Clapp and F. H. Westheimer, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 6710.
С. H. Clapp, A. Setterthwait, and F. '" '
H. Westheimer, J. Amer.
73.
74.
75.
1975, 97, 6873.
D. G. Knorre, A. V. Lebedev, A. S. Levina, A. I. Rezvukhin and tova, Tetrahedron, 1974, 30, 3073.
A. Williams, К. T. Douglas, and J. S. Loran, J. C. S. Perkin II,
Chern. Soc.,
V. F. Zary-
._.... 1975, 1010.
D. E. C. Corbridge, ‘The Structural Chemistry of Phosphorus’, Elsevier, Am-
76.
77.
78.
79.
sterdam, 1974.
M. Eto, ‘Organophosphorus Pesticides: Organic and Biological Chemistry’, C. R. C., Cleveland, 1974.
C. Fest and K.-J. Schmidt, ‘The Chemistry of Organophosphorus Pesticides’, Springer-Verlag, Berlin, 1973.
F. W. Lichtenthaler, Chem. Rev., 1961, 61, 607.
H. Kolind-Andersen and S.-O Lawesson, Acta Chem. Scand. (B) 1975, 29, 430.
G. Hilgetag and H. Teichmann, Angew. Chem., 1965, 77, 1001.
K.Yamauchi,T. Tanabe, and M Kinoshita,J. Org. Chem., 1976,41, 3691;
K.Yamauchi,M. Hayashi, and M. Kinoshita,ibid., 1975, 40, 385; M. Hayashi,
K.Yamauchi,and M. Kinoshita, Bull Chem.Soc. Japan, 1976, 49,283.
F.Ramirez, J. F. Marecek, and H. Okazaki,J. Amer. Chem. Soc.,1976, 98,
5310; F. Ramirez, J. F. Marecek. H. Tsuboi, and H. Okazaki, J. Org. Chem., 1977, 42, 771.
Y. Taguchi, Y. Mushika, and N. Yoneda, Bull. Chem. Soc. Japan, 1975, 48, 1524; Y. Taguchi and Y. Mushika, Chem. Pharm. Bull. (Japan), 1975. 23, 1586; J. Org. Chem., 1975, 40, 2310.
V. M. Clarke, D. W. H utchinson, A. J. Kirby, and S. G. Warren, Angew. Chem. Internal. Edn., 1964, 3, 678.
H. G. Khorana, ‘Some Recent Developments in the Chemistry of Phosphate Esters of Biological Interest1, Wiley, New York, 1961; ^Корана. Новые направления в химии биологически важных эфиров фосфорной кислоты. Пер. с англ. М., Мир, 1964]., ,
К. Н. Worms and М. Schmidt-Dunker, in ‘Organophosphorus Compounds, ed. G. M. Kosolapoff and L. Maier, Wiley-lnterscience, New York, 1976, vo , chapter 18.. с мч.
К. Sasse, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)", ed. Ь. Mu ler, Thieme, Stuttgart, 1963, vol. Xll, part. 1.
89.90.91.92.93.94.89.90.91.92.93.94.95.96.97.95.96.97.98.99.100.101.102.ЮЗ. 104.105.106.98.99.100.101.102.ЮЗ. 104.105.106.108.109.108.109.112.113.114.115.116.112.113.114.115.116.Allen,7012;7023.Allen,7012;7023.117.118.117.118.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
96.
97.
95.
96.
97.
98.
99.
100.
101.
102.
ЮЗ. 104.
105.
106.
98.
99.
100.
101.
102.
ЮЗ. 104.
105.
106.
108.
109.
108.
109.
112.
113.
114.
115.
116.
112.
113.
114.
115.
116.
Allen,7012;7023.
Allen,7012;7023.
117.
118.
117.
118.
лAustin M Peterson, and M. N. Nagabhushanam, in To
8888' ChoS'ry'. -«<■ M- Gianso.. and E. 1. Grillilh, Intersc.ence. Ucw Уо;У’ '^haTГ Harri1. Jr. Org. Reactions 1963, 13, 150.
88
88
^Г^C^3'.93, 343, К. C Kaaaard
IntcTscicnce New York, 1965, vol. 4, chapter 51.
P G Harvey and E. D. de Sombre, in ‘Topics in Phosphorus Chemistry ed. M. Grayson and E. J. Griffith, Interscience, New York, 1964, vol. 1,
^^ Bentrude and J. H. Hargis, J. Amer. Chem. Soc. 1970 92, 7136.
n and J. L. W. Chan, J. Amer Chem. Soc., 1973, 95, 2362.
W. G. Bentrude, J. H. Hargis N. A. Johnson, T. B. Min, P. E. Rusek, Jr., H.-W. Tan, and R. A. Wielesek, J. Amer. Chem Soc., 1976, 98, 5348.
p Tavs Chem. Ber., 1970, 103, 2428.■
T. D. Inch and G. J. Lewis, Carbohydrate Res, 1975, 45, 65.
F. Mathey and P. Savignac, Synthesis, 1976, 766; R. D. Clark, L. G. Kozar, and С. H. Heathcock, ibid., 1975, 635..
J. Blanchard, N. Collignon, P. Savignac, and H. Normant, Synthesis, 1975, 655; E. D’lncan and J. Seyden-Penne, ibid., 1975, 516.
p C. Crofts, in ‘Organophosphorus Compounds», ed. G. M. Kosolapoff and L. Maier, Wiley-Interscience, New York, 1973, vol. 6, chapter 14.
G. R. Van den Berg, D. H. J. M. Platenburg, and H. P. Benschop, Chem.
Comm., 1971, 606.
R. S. Edmundson and I. 0. L. Wrigley, Tetrahedron, 1967, 23, 283.
G. W. Parshall, Inorg. Synth., 1974, 15, 191; Org. Synth. Coll. Vol. 5, 1973, 1016.
L. D. Quin, in ‘1,4-Cycloaddition Reactions’, ed. J. Hamer, Academic, New York, 1967, chapter 3.
S. Coulton, G. A. Moore, and R. Ramage, Tetrahedron Letters, 1976, 4005.
106a. R. F. Hudson and L. Reay, J. Chem. Soc., 1960, 1859.
1066. G. Aksnes, Acta Chem. Scand., 1960, 14, 1515.
107.107.*06в./?. F. Hudson and D. C. Harper, J. Chem. Soc., 1958, 1356.
107.
107.
H. R. Hays and D. J. Peterson, in ‘Organophosphorus Compounds’, ed. G. M. Kosolapoff and L. Maier, Wiley-Interscience, New York, 1972, vol 3 chapter 6.
r-" J^0^' *n Organophosphorus Compounds’, ed. G. M. Kosolapoff and L Maier, Wiley-Interscicnce, New York, 1972, vol. 4, chapter 7.
m ‘ToPics in Phosphorus Chemistry’, ed. M. Grayson and E. J. Griffith, Intersciencc, New York, 1967, vol. 2, p. 43.
Chemistry’, ed. S. Trippett, Specialist Pe-
11064Socicl^ London, 1970, vol. 1, chapter 4.
л v ler’ lb,d" ^Tl —1977, vols. 2-8, chapter 4.
111. A Nudelman and D. J. Cram, J. Org. Chem., 1971, 36, 335 n r rVmd K. Mtslow, Fortschr. Chem. Forsch., 1971, 19, 61. r‘ F мРеГ'and °' 11 Lewis. J- C. S. Perkin I, 1974 1043
d" Maryanoff, R- Tang, and K. Mislow, J. C. S Chem Comm 1973 273 R. Luckenbach, Synthesis, 1973, 307.'’
Periodical^RennrtT ^a™PhosPhorus Chemistry’ ed. S. Trippett, Specialist
Cbem,cal Society, London, 1970, vol. 1, chapter L
Г'1976’ v0,s- 2~7' И b- 62 ft Z™"Te °г>?»1;- “"} hl Mlslow> J- Chem. Soc., 1969, 91, К- L-Marti, i. 0,t chem дта™™,"^ K'*'•
ФОСФАЗЕНЫ И ИЛИДЫ ФОСФОРАД. ДЖ. X. СМИТ (University of Leicester)
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАЗЕНОВ
В последние годы в химии фосфазенов были достигнуты громадные успехи в области синтеза этих соединений, установления их структурных характеристик и получения полимеров на их основе. Объем посвященной этим соединениям патентной литературы быстро растет, главным образом благодаря их широкому применению в производстве эластомеров и резин [1], а также в качестве реагентов для придания огнестойкости.
Химия фосфор-азотных соединений составляет пограничную область между органической и неорганической химией. В рамках данной главы невозможно детально рассмотреть все аспекты химии фосфазенов; подробно они изложены в литературе последних лет [2—8].
Монофосфазены
Наиболее важным методом синтеза этих соединений является реакция Кирсанова. Эта реакция (уравнение 1) достаточно общая; группа R в фосфоране может быть хлором, фтором, арилом или аминогруппой, самыми разнообразными группами может быть представлен и заместитель R', в том числе арилом, гидроксилом или остатком сульфокислоты. Считают, что реакция протекает с образованием промежуточного продукта, приведенного в уравнении 1. Хотя в процессе реакции обычно выделяется хлористый водород, такой вариант не является единственно возможным; так, например, в псевдореакции Кирсанова происходит элиминирование фенола (уравнение 2).
RaPCh + R^Hz —> R3PCINHR —> R3P=NR* + R‘NH3 СГ (1) (ArO)5P + RSO2NH2 —> (ArO)3P=NSO2R + 2АгОН (2)
При использовании в реакции Кирсанова пентахлорида фосфора и анилинов образуются монофосфазены, способные димеризоваться в циклодифосфазаны (1) (уравнение 3). Тенденция монофосфазенов к димеризации коррелируется с величинами рКа исходных анилинов; мономерные фосфазены удается получить лишь для наименее основных анилинов [9].
NAr
PCl5 + ArNH2 —►PCl5 + ArNH2 —►Cl3P=NAr —>Cl3P=NAr —>(3)(3)
PCl5 + ArNH2 —►
PCl5 + ArNH2 —►
Cl3P=NAr —>
Cl3P=NAr —>
(3)
(3)
скпх азидов к соединениям фосфора
жугочные фосфазиды (2), которые о 8екот^В"еяие 4> Пром», быть выделены, разлагаются с выделен,,/™ , ₽ЫХ "Учаях „Ог„т использовали многие азады, включая апи, ' В это11 Реакция азады; особенно 5'добен трнметилсил,,^ /' а«"л- и сульфон“"и группа легко может быть удалена Д’ Лос^ольку сиггип. Синений фосфора (Ш) к^о^~ п1>н вые соли (3) которые действием основа „ЩР уЮТСя Фосфоние монофосфазены (ура
хлорамина Т, пр„суте™Те
дены в -.
риевых солей хлораминов, например основания не обязательно.
Х3Р + RNs
2
(4)
(2)
H2SO4, МеОН
p3P + Me3SiN3 —> R3P=NSiMe3* R3P=NH
R3P + C1NHR1 —> R3PNHR1 СГ —> R3P=NR>
(3)
(5)
(6)
10.6.1.2. Циклодифосфазаны
При взаимодействии пентахлорида фосфора с высокоосновными аминами или их гидрохлоридами образуются преимущественно димеры (4) (уравнение 7), а не мономерные фосфазены. В этой реакции можно использовать и пентафторид фосфора, однако в этом случае необходимы более реакционноспособные соединения азота, например N-алкилгексаметилдисилазан (урав
нение 8).
РС15 + RNH3 СГ —С13Р
NR
(4)
(7)
PF6 + 2RN(SiMe8)2
NR
NR
(8)
X=PCl3 + ArNH3 Cl
(5)
(9)
Фосфорильные и тиофосфорильпые производные циклодиф с фазонов (5) смогут быть получены реакцией подходящего жт эида с амином пли гидрохлоридом амина (уравнение ^г -оединения удобнее, однако, синтезировать взаимодействие, t
Гексахлорцнклодифосфазанов (6) с диоксидом серы или сеооволп родом (схема 10). Наиболее ранним методом получения такихеиг тем, разработанным Стоксом в 1893 г., является пиролиз ампип фосфорильных производных, например (7) (уравнение И) ‘
112S112SNMeNMeNMeNMe(6)(6)NMeNMe(10)(10)
112S
112S
NMe
NMe
NMe
NMe
(6)
(6)
NMe
NMe
(10)
(10)
NPhNPh(П)(П)О
NPh
NPh
(П)
(П)
II л
С12Р—NHPh —>•
(7)
Циклополифосфазены
Галогенфосфораны реагируют с галогенидами аммония, давая циклополифосфазены (уравнение 12); группа I? может быть органическим заместителем или галогеном, а X—хлором пли бромом. Реакцию обычно проводят в кипящем галогенированном растворителе — хлорбензоле пли с//щ-тетрахлорэтапе. С наибольшими выходами образуются, как правило, циклические тримеры и тетрамеры, однако могут быть выделены небольшие количества циклических понта- и гексамеров и линейных полимеров.
чК2РХ3 +/2NH4X —> (R2PN)„ + 4/гНХ(12
«PCk + nNlhCl — > (C12PN)3 + (C12PN)4 + ...(13)
Наиболее подробно изучена реакция неитахлорнда фосфора с хлоридом аммония (уравнение 13). Эта реакция, одна из паибо- ипл/аЖНЬ1Х 13 химни фосфазенов, является наиболее дешевым и У ным методом синтеза большинства цикло- и полпфосфазенов.
1 повышения выхода цпкломеров разработаны усовершенство- .... Шв,е ва1)папты этой реакции. Типичная методика состоит в ^1ССИ эквнмольных количеств измельченных пента- ряда фосфора и хлорида аммония в кипящем си ч-тстрахлор- ocTaL^oni об1)азустся О1<°^о 60% (CL>PN)3, 20% (СЬРХЦ, 1е пР11Х°Дятся па высшие цпклофосфазепы и лппеп- пгСпо°Л11МС*)Ы' Цпклофосфазепы могут быть отделены благодаря тем пп’ВО^ПМОСТИ В петР°лейпом эфире и фракционированы заир м ”. ПОМО1РН перегонки или кристаллизации. Тщательно изу- 31011 Р^'ШН- Опа протекает в две четко разгра- во 11адпп (Уравнения 14 и 15), которые не перекрываются 11ОСКОЛЬКУ продукт первой стадии практически не- внмпг 1 В Р^ипош.оп среде. Механизм образования пераство- Р о продукта пока неясен, однако предполагают, что в этом 98
пппнимают участие промежуточные частицы С13РМН2 и Cl P=NH. Ртопая стадия этого процесса включает реакции роста цепи и „оспечующую циклизацию, при которой возможно одновременное отшептенне одного атома фосфора, как, например, при образовании циклического тримера из линейного тетрамера (схема 16).
Ме2РС1Ме2РС1—14- РН2Р^Д=РРЬ2I I СГ nh2 nh2—14- РН2Р^Д=РРЬ2I I СГ nh2 nh2N pci с риЖ^ррЬо —Ч-21 и 'PCI,N pci с риЖ^ррЬо —Ч-21 и 'PCI,
Ме2РС1
Ме2РС1
—14- РН2Р^Д=РРЬ2
I I СГ nh2 nh2
—14- РН2Р^Д=РРЬ2
I I СГ nh2 nh2
N pci с риЖ^ррЬо —Ч-21 и '
PCI,
N pci с риЖ^ррЬо —Ч-21 и '
PCI,
Ph ”-Mep6H4n-MeCgH^P^ №P^-Ph CI"H2Nnh2Ph ”-Mep6H4n-MeCgH^P^ №P^-Ph CI"H2Nnh2PCIPCI/г-МеС6Н45PC12/г-МеС6Н45PC12(18)(18)
Ph ”-Mep6H4n-MeCgH^P^ №P^-Ph CI"H2Nnh2
Ph ”-Mep6H4n-MeCgH^P^ №P^-Ph CI"H2Nnh2
PCI
PCI
/г-МеС6Н4
5
PC12
/г-МеС6Н4
5
PC12
(18)
(18)
3PCI5 + NH4CI —> CI3P=N-PC13 -PCU + 4HC1 (14)
С[зр__\т_рС13 "РС1б + 2NH4C1 —
CI3P^N=PCI3Cl 3Р—Й—PCI2
4 >С12->-С1,Р /N
С12Р-ЙN-PCI,
> (C12PN)3 + 8НС1(15)
^-^С12
—.>- Cl2pf V (16)
-PCIx2 'z
4N=PC12
Циклофосфазены образуются при взаимодействии линейных фосфазенов, имеющих концевые аминогруппы с галогенфосфоранами. Существует ряд вариантов этой реакции; типичные примеры представлены на схеме 17. Первый оптически активный фосфазен (8) был получен именно этим путем (уравнение 18).
(8)
СТРУКТУРА ФОСФАЗЕНОВ И ХАРАКТЕР СВЯЗИ
Установлению структуры фосфазенов посвящено значительное число исследований. Особый интерес в этом отношении представляют два аспекта: установление природы связи фосфор—азот и определение геометрии молекулы.
Длина простой связи азот—фосфор составляет обычно 177— 178 пм, тогда как в цикло- и полифосфазенах длина связи Р—N равна 147—162 пм; наибольшее укорочение скелетных связей происходит в присутствии заместителей с высокой электроотрицательностью. Валентные углы у атома азота в мопофосфазепах типов (9) и (10) свидетельствуют о его я/Агнбрпдизованиом состоянии с неподелепной парой электронов на 2р^-орбиталн, которая, возможно, перекрывается с незаполненной Зг/А--орбиталью фосфора, образуя донорную л-связь [см. формулу (11)]. Из даи- выл ИД-спектроскопии следует, что заместитель у азота оказывает
значительное влияние на характер его связи с фосфором; это сви детельствует о возможности участия в связывании второй неподе' ленной пары электронов азота, например, за счет взаимодействия с другой вакантной 3<7-орбиталыо фосфора.
156 пмPhaP-^<. CgH^Br-z?156 пмPhaP-^<. CgH^Br-z?F| 164 ПМPh2P-rNF| 164 ПМPh2P-rNMeMe(Ю)(Ю)
156 пм
PhaP-^<
. CgH^Br-z?
156 пм
PhaP-^<
. CgH^Br-z?
F
| 164 ПМ
Ph2P-rN
F
| 164 ПМ
Ph2P-rN
Me
Me
(Ю)
(Ю)
Структура соединений типа (12) согласуется с наличием экваториальной и апикальной связей Р—N у каждого атома фосфора. Три связи азота лежат в плоскости, а фосфор имеет геометрию ТБП. Длина апикальной Р—N-связи равна длине простой связи, тогда как экваториальная связь Р—N значительно короче и проявляет двоесвязный характер. Понятно, однако, что эти различия могут быть следствием тригональпо-бипирамидальной структуры фосфора.
CJ ^ Me NСГ |! ^С1NР'MeClCJ ^ Me NСГ |! ^С1NР'MeCl(12)(12)R^ у MeУ—NIzFMe j, R(13)R^ у MeУ—NIzFMe j, R(13)
CJ ^ Me N
СГ |! ^С1
NР'
MeCl
CJ ^ Me N
СГ |! ^С1
NР'
MeCl
(12)
(12)
R^ у Me
У—N
IzF
Me j, R(13)
R^ у Me
У—N
IzF
Me j, R(13)
Л0ДИФ°сфазаны обладают двумя тригонально-бипирами- п центРами- Процессы реорганизации лигандов у одного Ф0СФ°Ра Ие могут протекать независимо от другого.
Данным спектроскопии ЯМР 19F (за исключением дан- ,п°лученных при низких температурах), в соединении (13) Ф °Ра эквивалентны. Псевдовращение должно осущест- пы К инхронно, причем в качестве точек опоры служат груп-
олинакову1о)ДН^ТИПа (14) четыре связи Р—N имеют
[PhNHP (О) NPh] 2 Уравэнтальпия Е(P—N) для
энтальпий апика.к,^ ^^Дж/моль> что существенно выше типах циклодифосфаз^но^ Э1каатоРиальнь1х связей Р—N в других соответственно) Эт ’ НапРимеР в (13) (289 и 326 кДж/моль, ДелокализоваппАЙ ° П0ДтвеРжДает возможность существования лает макс^Х^кого цикла, которая де
биталей фосфора пеРекРЫвание 2рл-орбиталей азота и 3dy2-op- и с искажеьшым Ца^лнческне полифосфазены как с плоским, так Ц клом. В отличие от ароматических органиче-
™ соединений в данном случае умеренные искажения цикла, пп вишмомс мало влияют на стабильность молекулы. Молекулы Н5) и (16)'обладают плоским циклом; в других тримерных цик- чофосфазеиах никл искажен. Большая часть исследованных тетрамеров и высших циклических фосфазенов имеет неплоскую структуру.
F\ /F р 1Б9пмF\ /F р 1Б9пмКР^РР2 N(18)КР^РР2 N(18)Ph2P\ ^PPh,(17)Ph2P\ ^PPh,(17)ClCl
F\ /F р 1Б9пм
F\ /F р 1Б9пм
КР^РР2 N
(18)
КР^РР2 N
(18)
Ph2P\ ^PPh,
(17)
Ph2P\ ^PPh,
(17)
^p^SS.e rrw
|| 160,8 ПМ
Ph2P^ ^PPh2
N 157,8пм
118)
Длина связи P—N в циклополифосфазенах составляет обычно
147—162 пм, причем она уменьшается при увеличении размера цикла. При симметричном расположении заместителей в цикле все связи Р—N имеют одинаковую длину, т. е. отсутствует чередование длинных о- и коротких сг—л-связей. При несимметричном размещении лигандов длины связей в цикле неодинаковы что объясняют влиянием электроотрицательности лигандов. Например, в гексафенилциклотрифосфазене (17) все связи цикла имеют одинаковую длину (160 пм), тогда как при замене двух фенильных групп двумя геминальными атомами хлора, как в (18), длина связей у атома фосфора, несущего хлор, уменьшается.
Валентные углы N Р N в цикле или цепи в большинстве фосфазенов составляют приблизительно 120° и не зависят от степени полимеризации или размера цикла и, очевидно от напряженности цикла. Валентные углы Р—N—Р в цикле значи-
™ или конфета"
Характер связи в циклических фосфазенах и в особенное™ днХТ"^ В них были предметом оживленной за(1 ) остаетсяo6=™” мектР°™ "=Р по связям о-осто- Дого атома фоХпа и т„Ха™РеДеЛеНИе °ДНОГО эл™тРОна каж- Обычно допускают что ппД7™Р°"0В каждого а™ма азота, ^-орбиталь, ориентипованнмю^Гп0”3 каждого азота занимают Щиеся электроны Го плоскости цикла (20). Остаю- ствовать в той или иной Ann каждого из атомов, должны уча-
— взаимодействовать
вторую, ориентированную в плоскости, координационную л-си- стему.
XX——
(19)(20)
10.6.3. РЕАКЦИИ ФОСФАЗЕНОВ10.6.3. РЕАКЦИИ ФОСФАЗЕНОВ
10.6.3. РЕАКЦИИ ФОСФАЗЕНОВ
10.6.3. РЕАКЦИИ ФОСФАЗЕНОВ
Реакции монофосфазенов часто аналогичны реакциям илидов юсфора. Они обладают основными свойствами; реакционная спо- обность этих соединений обусловлена полярностью связи Р—N . в значительной степени зависит от заместителей у атома фос- )ора и особенно у атома азота. Электроноакцепторные группы, пособные делокализовывать отрицательный заряд на азоте, зна- .ительно повышают стабильность монофосфазенов. Хотя в реак- щях монофосфазеиов преобладают реакции связи Р—N, в слу- ае циклополифосфазенов эта функциональная группа относи- ельно устойчива, и в реакциях участвуют главным образом :пособные к замещению группы у атома фосфора.
Гидролиз
N-Алкилмонофосфазены легко гидролизуются влагой воздуха, )днако при наличии стабилизирующих групп может оказаться {еобходимым нагревание в присутствии основания. В результате Реакции образуются обычно фосфипоксид и первичный амин, возможно через промежуточный фосфоран (23) (уравнение 19). Реакция обычно сопровождается обращением конфигурации у атома фосфора, однако в случае малых циклов из-за создаваемых циклом затруднений наблюдается сохранение конфигурации [Ю].
он
RaP—NR1R3PNHR1 ‘ОН —> R3P—NHR1 —> R3P=O + R*NH2 (19)
(23)
/ОН
(20)(20)Р—NHо
(20)
(20)
(С12РМ)3 + 6Н2О —> HN^
Р—NH01
(25)
нго C$H$N
(21)
Тримерные фтор- и хлорфосфазены весьма устойчивы к действию воды и могут быть перегнаны с паром. Полный гидролиз приводит к расщеплению связей Р—Hal, не затрагивая никл. Далее в результате миграции протона от атома кислорода к азоту образуется циклический фосфазан (24) (уравнение 20). При катализируемом основанием гидролизе соединения (25) переноса протона не происходит (уравнение 21), поскольку в данном случае кислород более осиовен, чем азот цикла.
Нуклеофильное замещение
Реакции нуклеофильного замещения галогена у атома фосфора позволяют получать многие производные фосфазенов. При действии спиртов на монофосфазены образуются продукты частичного замещения (уравнение 22); сполна замешенные производные получаются при использовании алкоксидов или феиоксидов (уравнение 23).
C13P=.XSO2R + R:OH —► C12(R;O)P=NSO2R +НС1 (22)
(23)(23)Cl3P=NAr + ЗРЬОХа —► (PhO)3P=NAr + 3NaCl
(23)
(23)
При действии на гексахлорциклодифосфазаны (26) спиртов, алкоксидов или аминов образуются монофосфазены, тогда как аналогичные реакции фосфорилциклодифосфазанов (27) протекают с сохранением цикла (уравнения 24, 25).
—► (PhO)3P=NAr—► (PhO)3P=NAr(24)(24)NArС13Р(^ ^РС13 + PhONaNArNArС13Р(^ ^РС13 + PhONaNAr(26)(26)(27)(27)
—► (PhO)3P=NAr
—► (PhO)3P=NAr
(24)
(24)
NAr
С13Р(^ ^РС13 + PhONa
NAr
NAr
С13Р(^ ^РС13 + PhONa
NAr
(26)
(26)
(27)
(27)
Гексагалогенциклотрифосфазены имеют шесть способных к замещению атомов галогена, которые могут быть последователь- изп3аМеЩены с °бразованием геминальных или негеминальных меров. Возможны три дизамещенных продукта: геминальный,
цисЛЗ и трансЛЗ. Вместо галогена могут быть введены самые разнообразные группы. Многие из этих реакций протекают относительно просто, давая продукты замещения лишь одного типа тогда как другие очень сложны. Все эти реакции можно рассматривать как нуклеофильную атаку на атом фосфора с образованием тригонально-бпппрамидалыюго промежуточного продукта и последующее отщепление галогена. Интересен вопрос о том, будет ли в промежуточном продукте цикл занимать положение ае или ее (см. разд. 10.4.3).
Уже имеющийся в молекуле заместитель влияет па место второго замещения, т. е. определяет, будет ли направлена последующая нуклеофильная атака па тот же самый атом фосфора или же в цис- или тронс-положение по другому атому. Более высокая электроотрицательность нуклеофила по сравнению с замещаемым галогеном, например при замещении хлора па фтор, способствует образованию геминальных изомеров, тогда как доноры электронов подавляют геминальное замещение. Важное значение могут иметь и другие факторы, такие, как относительные апикофильно- сти нуклеофила и остающегося галогена, а также пространственные факторы. Некоторые из реакций гексахлорциклотрифосфазена показаны ниже (схема 26).
F\ F. N^NII IC12P^PCI2F\ F. N^NII IC12P^PCI2CI CIN^^NCI CIN^^NPhO OPhCl>pv<OPh OPhPhONaPhO OPhCl>pv<OPh OPhPhONah2n nh2N^NС12Р^С12h2n nh2N^NС12Р^С12II ICLPx^PCl2 NII ICLPx^PCl2 NСП NMe2Me9NH К Z 4N^NСП NMe2Me9NH К Z 4N^N22ci2px^p;N '^NMe,ci2px^p;N '^NMe,
F\ F
. N^NII I
C12P^PCI2
F\ F
. N^NII I
C12P^PCI2
CI CI
N^^N
CI CI
N^^N
PhO OPh
Cl
>pv<
OPh OPh
PhONa
PhO OPh
Cl
>pv<
OPh OPh
PhONa
h2n nh2
N^NС12Р^С12
h2n nh2
N^NС12Р^С12
II I
CLPx^PCl
2 N
II I
CLPx^PCl
2 N
СП NMe2
Me9NH К Z 4
N^N
СП NMe2
Me9NH К Z 4
N^N
2
2
ci2px^p;
N '^NMe,
ci2px^p;
N '^NMe,
Частичное замещение хлора на фтор неизменно приводит к геминальным продуктам, тогда как при частичном замещении на феноксигруппу образуется смесь изомерных 1,3-продуктов. Реакции аминолиза галогенциклофосфазенов протекают весьма сложно, а состав образующихся продуктов зависит от конкретного амина и условий проведения реакции. При действии аминов обычно происходит замещение всех атомов галогена, однако возможно и частичное замещение. При действии аммиака и анилина образуются геминальные продукты, метиламин образует смесь геминальных и негеминальных продуктов, а диметилампн приводит преимущественно к смеси цис- и транс- 1,3-продуктов,
рМ грщ/онзомср обычно преобладает. Последняя реакция П^жет быть подвержена влиянию пространственных затруднении. ПодLдействием лнтнГитрганнческнх соединений, например фенил читня, образуются смеси продуктов нензбнрательного замещения, состав которых зависит от соотношения реагентов, а в случае реактивов Гриньяра образуются, по-вндимому, не частично замещенные продукты, а только незначительные количества гексаза- мещенных производных.
Замещение по Фриделю—Крафтсу
Взаимодействие тексах.юрцнклотрифосфазена с кипящим бензолом в присутствии хлорида алюминия приводит к геминальному дифспплпропзводиому; введение большего числа феи пл !>п ых групп требует очень жестких условий. Аналогичным путем были получены толнлцпклофосфазены, однако мезитилен, анизол, бифенил, тиофен н фуран в эту реакцию, по-видпмому, не вступают. Фспп- лироваппе кЗ-дифепплтетрахлорцнклотрнфосфазепа протекает по атому фосфора, уже несущему фенильную группу. Если в положениях 1,3 находятся элсктронодопорные заместители, например днмстпламиногруппы в (28), единственным направлением реакции становится негемпнальное феиплировапис (уравнение 27).
Mc2N^ у ClРII I /NMetC12P\N \ciMc2N^ у ClРII I /NMetC12P\N \ciMe2NMe2NPliPli(28)(28)PC12PC12N^ "WN^ "WCgl Ie AIC13Cgl Ie AIC13PII I /NMc>C12P\N \phPII I /NMc>C12P\N \ph(27)(27)II + Al ClII + Al ClC1P ’A1CUN^ XNI IIC1P ’A1CUN^ XNI II(28)(28)
Mc2N^ у Cl
Р
II I /NMet
C12P\
N \ci
Mc2N^ у Cl
Р
II I /NMet
C12P\
N \ci
Me2N
Me2N
Pli
Pli
(28)
(28)
PC12
PC12
N^ "W
N^ "W
Cgl Ie AIC13
Cgl Ie AIC13
P
II I /NMc>
C12P\
N \ph
P
II I /NMc>
C12P\
N \ph
(27)
(27)
II + Al Cl
II + Al Cl
C1P ’A1CU
N^ XN
I II
C1P ’A1CU
N^ XN
I II
(28)
(28)
(29)
Эти реакции протекают, вероятно, через промежуточный фос- фазепневый катион (29) (уравнение 28), участием которого мож- Пом объяснить тенденцию вновь вступающей в молекулу фенильной группы замещать то положение, в котором уже имеется фенильный пли димстиламипозаместитель. Интересно отметить, что единственный продукт мопоарплировання, полученный с помощью реакций данного типа, образуется при использовании малореак- Ционноспособпого хлорбензола и хлорида алюминия.
Промежуточные продукты фосфазепиевого типа позволяют также объяснить /щс-тронс-пзомсрпзацию фенил- и диалкилами- озамещениых фосфазенов в присутствии хлорида алюминия.
Реакции с участием атомов азотаи фосфора
Монофосфазены вступают во многие присущие илидам реакции с элиминированием фосфпноксида или фосфинсульфида (см. схе- mv 29 и табл. 10.6.1). В этих реакциях могут участвовать многие
Таблица 10.6.1. Реакции монофосфазенов Ph3P=NR
Реагент
Продукты реакции
co2 . so, R’XCO
R1CO
.RiC=C=O
RN=C=O + Ph3P=O
RN=S=O 4- Ph3P=O
RN=C=XR* 4- Ph3P=O
RN=CR] 4- Ph3P=O
RN=C=CR] 4- Ph3P=O
соединения; от диоксида и дисульфида углерода, альдегидов, кетонов и кетенов [11] до изотиоцианатов. Механизм подобных превращений аналогичен механизму реакции Виттига (см. разд. 10.6.7),
R3P—XR1 4- R-Y=Z —>R3P—XR1 4- R-Y=Z —>R3P—-NR1R3P—-NR1—R3P=Z 4- R2Y=NR1 (29)—R3P=Z 4- R2Y=NR1 (29)
R3P—XR1 4- R-Y=Z —>
R3P—XR1 4- R-Y=Z —>
R3P—-NR1
R3P—-NR1
—R3P=Z 4- R2Y=NR1 (29)
—R3P=Z 4- R2Y=NR1 (29)
"Z—YR2
Монофосфазены могут реагировать с диметилацетилендикар- боксилатом по схеме циклоприсоединения, вероятно, с промежуточным образованием четырехчленного циклического соединения, однако конечным продуктом реакции является ациклический продукт (уравнение 30). 1,3-Днполярные соединения также взаимодействуют с монофосфазенами по схеме циклоприсоединения; например, реакция с нитрилоксидом (30) приводит к карбодиимиду (уравнение 31).
R3P=XR*+МеО2СС=ССО,МеR3P=XR*+МеО2СС=ССО,МеR3P NR1II ОMeO2CC—CCO2MeR3P NR1II ОMeO2CC—CCO2Me(30)(30)PhC=X—О' -f- Ph3P=XPhPhC=X—О' -f- Ph3P=XPhR3P—XR1МеО2СС=ССО2МеR3P—XR1МеО2СС=ССО2МеPhX—PPh3PhX—PPh3(30)(30)PhN=C=XPh 4- PhjP^O(31)PhN=C=XPh 4- PhjP^O(31)
R3P=XR*+МеО2СС=ССО,Ме
R3P=XR*+МеО2СС=ССО,Ме
R3P NR1II ОMeO2CC—CCO2Me
R3P NR1II ОMeO2CC—CCO2Me
(30)
(30)
PhC=X—О' -f- Ph3P=XPh
PhC=X—О' -f- Ph3P=XPh
R3P—XR1
МеО2СС=ССО2Ме
R3P—XR1
МеО2СС=ССО2Ме
PhX—PPh3
PhX—PPh3
(30)
(30)
PhN=C=XPh 4- PhjP^O
(31)
PhN=C=XPh 4- PhjP^O
(31)
MeO^ ^OAVePMeO '||] ,OMeMeO/ X XoMeMeO^ ^OAVePMeO '||] ,OMeMeO/ X XoMeMex^ ^xMeЪ°MeOz XMe ХодеMex^ ^xMeЪ°MeOz XMe Ходе
MeO^ ^OAVeP
MeO '||] ,OMe
MeO/ X XoMe
MeO^ ^OAVeP
MeO '||] ,OMe
MeO/ X XoMe
Mex^ ^xMe
Ъ°
MeOz XMe Ходе
Mex^ ^xMe
Ъ°
MeOz XMe Ходе
Алкоксициклофосфазены типа (31) претерпевают термическую ерегруппировку с миграцией алкильных групп от кислорода к азоту (уравнение 32). Катализаторами этого превращения являются алкилгалогениды; при использовании алкнлиодидов с алкильными заместителями, иными, чем в фосфазене, образуются смешанные продукты. Для некатализируемой реакции принят механизм, включающий нуклеофильную атаку азота цикла на а-уг- лероднын атом алкокспгруппы, причем последний процесс может идти как меж-, так и внутримолекулярно.
ПОЛИМЕРНЫЕ ФОСФАЗЕНЫ
Полимерные фосфазены изучаются чрезвычайно активно, чему способствуют их уникальные свойства. Известно, что каучукоподобный эластомер поли (дихлорфосфазен) устойчив до 350 °C, что позволяет использовать его в качестве термостабильного пластика. Большая часть полифосфазенов замедляет процессы горения, что позволяет использовать их для обработки текстильных материалов. Многие другие специальные свойства делают полифосфазены идеальными материалами для применения в авиационной, автомобильной и нефтяной промышленности.
Перспективным является также использование этих соединений для биохимических целей — направление, возглавляемое Олкоком с сотр. [12]. Многие аминокислотные производные полифосфазенов являются биологически разложимыми и могут найти применение в качестве хирургических нитей для сшивания швов, временных защитных пленок или гидролизующихся полимерных носителей для хемотерапевтических агентов. У полимерного комплекса платины (32) обнаружена противоопухолевая активность.
N
(MeNH)2P/ 4P(NHMe)2
ч zN4 zn^d<n4 zn4
(32)
При нагревании выше 250 °C расплавленные полихлорфосфазены полимеризуются с образованием длинноцепных полимеров (С12РМ),г. Полимеризацию можно проводить в растворе в присутствии катализаторов — металлов, нитробензола, спиртов или воды. Считают, что на первой стадии процесса образуется фос- фазений-катион, который затем атакует другую молекулу циклополифосфазена, возможно, с раскрытием цикла, образуя короткий линейный катион, который наращивается далее за счет присоединения следующих циклических мономерных единиц. Первоначально образующийся несшитый поли (дихлорфосфазен) растворяется в бензоле, давая растворы высокой вязкости. При обработке
PCL.Nx ^NС12Р\ ^РС12NPCL.Nx ^NС12Р\ ^РС12N250 °C —>-250 °C —>-RONaRONaэтих растворов алкоксидами или аминами получаются продукты исчерпывающего замещения галогена (схема 33). Такие производные обычно представляют собой устойчивые к гидролизу эластомеры.
PCL.
Nx ^N
С12Р\ ^РС12
N
PCL.
Nx ^N
С12Р\ ^РС12
N
250 °C —>-
250 °C —>-
RONa
RONa
270 °C
—>- Сшитый поли(дихлорфосфазец)
Н2О■
(33)(33)R2NH
(33)
(33)
p2Nx ^NRsl [—N=P—
Поскольку при введении различных заместителей изменяются физические свойства таких полимеров, становится доступным уникальный по своей широте набор различных полимерных материалов. При нагревании бензольных растворов в присутствии следов воды или других катализаторов получается сшитый полимер, нерастворимый в бензоле, так называемый неорганический каучук. При обработке растворов несшитого полимера эфирами аминокислот образуются водорастворимые биологически разложимые полимерные, продукты.
СТРУКТУРА ИЛИДОВ ФОСФОРА И ХАРАКТЕР СВЯЗИ
(33а)(336)(33а)(336)О + - II Ph3P—CH— CPhО + - II Ph3P—CH— CPh/РИ ^ОН/РИ ^ОНСогласно определению, илиды представляют собой соединения, в которых карбанион непосредственно связан с гетероатомом, несущим положительный заряд [(33)]. Первый илид был получен Михаэлисом и Гимборном в 1894 г. [13], однако структура, предложенная ими, оказалась неправильной. До открытия реакции Виттита в 1953 г. [14] эта область химии практически не разрабатывалась, если не считать работ Штаудингера и сотр. в двадцатых годах. Работы Виттита привели к взрывообразному расширению исследований в области органических соединений фосфора п нлидов фосфора, в особенности [7, 15].
(33а)(336)
(33а)(336)
О + - II Ph3P—CH— CPh
О + - II Ph3P—CH— CPh
/РИ ^ОН
/РИ ^ОН
О’ph3p—сн=(!:рь
Первому выделенному стабильному нлиду была приписана структура (34) с пснтакоордипнровапным атомом фосфора [13]. Соблюдая строгие меры предосторожности для исключения влияния влаги, Рамирец сумел показать [16], что это соединение в действительности имеет структуру (35). С тех пор основное значение среди структурных проблем приобрел вопрос о природе связи фосфора с карбанионом, т. е. о степени двоесвязности и конфигурации атомов фосфора и углерода.
Илиды фосфора являются полярными соединениями, о чем свидетельствуют их дипольные моменты. Циклопентадиенилиден- трифенилфосфоран, например, имеет дипольный момент 23 X X Ю-30 К-м (7,0 Д). Расчеты показывают, что его структура в растворе является промежуточной межу ковалентной (36) и ионной (37) формами.
(37)(37)(36)(36)
(37)
(37)
(36)
(36)
В УФ-спектрах илидов имеется широкая полоса поглощения между 300 и 400 нм, которая приписывается л-> л*-переходу области 1200—1220 см-1 были отнесены к валентным колебаниям связи С=Р [17]. Об уменьшении степени двоесвязности карбонильной группы в а-кетоилидах свидетельствует уменьшение частот валентных колебаний карбонильной группы.
Ряд илидов был исследован с помощью рентгеноструктурного анализа. Было показано, что молекула стабилизированного илида (38) является плоской с 5р2-гибридизованным атомом углерода и цнс-расположением атомов фосфора и кислорода друг относительно друга. Длина связи С—Р, равная 171 —174 пм, является промежуточной между длинами простой и двойной связей. Рентгеноструктурный анализ использован также для установления структуры метилентрифенилфосфорана [18]; длина связи С—Р в этом случае очень мала (166 пм), что весьма близко к сумме радиусов двойных связей фосфора и углерода. Эти данные были интерпретированы с точки зрения перекрывания вакантной (7-орбитали фосфора с занятой двумя электронами р-орбиталью углерода; область перекрывания располагается ближе к атому углерода, что приводит к наблюдаемой полярности связи.
(38) X = С1Д(38) X = С1Д
(38) X = С1Д
(38) X = С1Д
Методом ПМР установлено, что у а-карбонилилидов наблюдается ф/с-транс-пзомеризация, т. е. вращение вокруг двойной связи С—С в растворе затруднено [ср. (38)]. Широко изучено влияние заместителей на соотношение изомеров [7]. Илиды, содержащие сложиоэфирную группу (например, Ph3P=CHCO2Et), имеют цис- и транс-изомеры, тогда как в случае кетоилидов [например, (38)] зафиксировано присутствие только одной формы, в которой фосфор и кислород имеют ^пс-расположение друг относительно друга. Данные спектров ЯМР ,3С подтверждают плоскую конфигурацию карбаниона в илидах фосфора в растворе [19]. Имеются весьма обширные данные по спектрам ЯМР илидов, однако, к сожалению, во многих случаях эти данные в действительности относятся к. присутствующим в растворе литиевым аддуктам, а не к свободным плидам [20]. Следует подходить с осторожностью к любым интерпретациям структуры, основанным на измерениях, которые проведены на илидах, полученных действием бутиллития на метилфосфониевые соли.
Характер связи в илидах фосфора лучше всего описывается па основе представления о переносе отрицательного заряда с илидного атома углерода на вакантную d-орбиталь фосфора, причем степень такого переноса зависит от заместителей у углерода и фосфора.
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЛИДОВ ФОСФОРА
Синтез илидов из фосфониевых солей
Наиболее общим методом получения илидов фосфора является отрыв а-протона из соответствующей фосфониевой соли под действием подходящего основания [7] (уравнение 34). В этой реакции используют самые разнообразные основания, в том числе аммиак, карбонат натрия, гидроксид натрия, алкоксиды, амиды металлов, литийорганические соединения и многие другие. Необходимая для депротоннровання сила основания зависит от кислотности а-водорода в используемой фосфониевой соли. Если заместители R1 и R2 способны стабилизировать отрицательный заряд за счет индукционных или мезомерных эффектов, как, например, в соли (39), можно использовать относительно слабые основания — аммиак или карбонат натрия (уравнение 35). При отсутствии стабилизирующих факторов, как в соли (40), необхо- • димы более сильные основания, например бутилллтий (уравнение 36). Если R1 и R2 являются электроноакцепторпыми заместителями, образующиеся илиды обычно достаточно стабильны и не реагируют с водой. В то же время нестабилизированные илиды легко депротонируют воду, Давая быстро гидролизующиеся фосфоппйгпдрокспды. Генерирование реакционноспособных или-
дов следовательно, необходимо проводить в апротонных средах.
R3PCHR'R2 X" + В ^ R3P=CR>R2 + ВН X"(34)
Ph3PCH2COPh Вг" + Ха2СО3 (водн.) —► Ph3P=CHCOPh (35) (39)
Ph3PCH3 Вг- + BuLi —> Ph3P=CH2(36)
(40)
Илиды, в особенности алкилидентриалкилфосфорапы, образуют с солями лития комплексы [19, 20], которые в некоторых случаях диссоциируют только при высоких температурах. Образование таких комплексов препятствует протеканию многих реакций, особенно реакции Виттита, вследствии чего важен тщательный подбор основания. При использовании в качестве основания алкиллитиевых соединений иногда происходит обмен лигандов у фосфора (уравнение 37), вероятно, с образованием пентакоорди- национного интермедиата; поэтому, например, при получении илидов из трифенилфосфониевых солей необходимо использовать фениллитий. Фосфониевые соли, содержащие галоген у «-углеродного атома, подвергаются атаке как по протону, так и по атому галогена (уравнение 38), причем соотношение образующихся продуктов зависит от природы галогена и от используемого основа" ния. Опасность применения литийорганических соединений для генерирования высокореакционноспособных илидов можно проиллюстрировать на примере получения хлорметиленового илида с использованием бутиллития [21]. При обработке полученного раствора альдегидом помимо ожидаемого продукта были получены два других алкена (уравнение 39).
Ph3PCH3 X" + СН3Ы —> С6Н6 + MePh2P=CH2(37)
(26%)
Ph3PCH2X X" + RLi —> Ph3P=CHX + Ph3P=CH2(38)
Ph3PCH2ci СГ
RCHO ТвТГГггф-RCH=CHC1 + RCH=CHPh + RCH=CHBu (39)
Свободные от солей лития растворы реакционноспособных илидов могут быть получены взаимодействием фосфониевых солей с амидом натрия в кипящем ТГФ, а также с метилсульфинил- карбанионом или другими не содержащими лития основаниями. Было показано, что для этой цели пригодны бис(триметилсн- лил)амид натрия (41) [22] (уравнение 40) и голубой раствор калия в ГМФТА [23] (уравнение 41).
Ph3PCH2R X" + NaN(SiMe3)2 ■—► Ph3P=CHR + HN(SiMe3)2 + NaX (40) (41)
(Me2N)3P=O + 2K —► (Me2N)2PO + Me2N' + 2K?(41)
Реакции с «свободными от солей» растворами илидов можно пооводить, генерируя илиды действием комплексов карбоната или бутокспда калия с 18-крауном-6 [2 ].
Растворы илидов можно получать и в двухфазных системах, так как сами фосфониевые соли являются катализаторами фазового переноса. В качестве органических растворителей обычно выбирают бензол или дихлорметан [25]; наибольшие выходы достигаются путем варьирования концентрации гидроксида натрия в водной фазе.
В синтезе илидов применялся этиленоксид (уравнение 42); положение равновесия в этой реакции зависит от стабильности илида [26].
О
. ./ \150 °C
Ph3PCH2RX" + Н2ССН2 < ^ Ph3P=CHR + НОСН2СЫ2Х (42)
Фосфониевые соли с высоконуклеофильными анионами, такими, как фторид-ион, разлагаются при нагревании с образованием илидов без введения основания.
Синтез илидов присоединениемк метиленфосфоранам
Большое число сложных илидов может быть получено путем . алкилирования, ацилирования, галогенирования или других превращений простых алкилиденфосфоранов, если последние содержат протон у а-углеродного атома (табл. 10.6.2). Образующаяся на первой стадии фосфониевая соль депротонируется второй молекулой илида в реакции «переилидирования» [7]. Для успешного протекания этой реакции необходимо, чтобы протон образующейся фосфониевой соли был достаточно кислым (для возможности его последующего переноса); в противном случае реакция останавливается на стадии промежуточной фосфониевой соли.
Таблица 10.6.2. Получение сложных илидов присоединением к алкилиденфосфоранам
Исходное вещество
Реагент
Продукты реакции
2Ph3P=CHCO2Me
РЬСН2Вг
Ph3P=CCO2Me + Ph3PCH2CO2Me Br*
] CH2Ph
2Ph3P=CH2 (42)
PhCOCl
ph3P=CHCOPh + Ph3PCH3 СГ
(42)
С1СО2Ме
Ph3P=CHCO,Me + РЬзРСНз СГ
(42)
PhCOSEt
Ph3P=CHCOPh + EtSH
(42)
Cl,с -- X
Ph3P—C=C=X (43)
ИЗ
Простые илиды удобно ацилировать с использованием ацил- хлоридов, как показано на примере присоединения бспзоилхло- рида к метилентрифенилфосфорану (42) (см. табл. 10.6.2). Для получения различных карбалкоксиилидов применяли хлорформи- аты. Реакция ацилирования пригодна для получения любых кар- бонилзамещеиных илидов, однако ее недостатком является необходимость использования 2 моль исходного илида на I моль ацилгалогенпда. Этот недостаток устраняется, если замещаемая на первой стадии группа достаточно осповпа, чтобы отщеплять протон; так, например, в реакции (42) с этилтиобензоатом с высоким выходом образуется бензоилировапный илид (см. табл. 10.6.2).
Кумулированные илиды (43) могут быть получены из (42) взаимодействием с геминальными дигалогеналкенами (X=CR2) [27], тпофосгсном (X=S) [28] и дихлориминами (X=NR2) [29].
Прочие методы синтеза илидов фосфора
Илиды фосфора, содержащие, по крайней мере, один атом галогена у а-углеродиого атома, могут быть получены путем генерирования соответствующего карбена в присутствии трифенил- фосфнна. Впервые пригодность этого метода продемонстрировали Спезиал и сотр., обнаружившие, что при прибавлении хлороформа к охлажденной смеси трифенилфосфина и трет-бутоксида калия образуется илид (44) (уравнение 43) [15]. Аналогичные реакции протекают с дибром- и дифторкарбеиами. Илиды получаются также при взаимодействии трифенилфосфина с алифатическими диазосоедипениями в присутствии галогенидов меди(1); выходы целевых продуктов в этой реакции, однако, низкие, вероятно, из-за реакции образующегося фосфорана с исходным
диазосоединением.
трег-ВиОК 'Ph3P + СНС13> Ph3P=CCl2(43)
(44)
Ph3P + Br2CF2 —> Ph3PCF2Br Вг-(44)
Br~ + Ph3PCF2Br + Ph3P Ph3P=CF2 + Ph3PBr2 (45)
Ph3P + CF2C1COJ —► Ph3P=CF2 + CO, + СГ(46)
Реакции трифенилфосфина с тетрагалогенидами углерода протекают весьма сложно (см. разд. 10.2.3.3) и приводят к дигало- генметиленилидам. Кажущаяся устойчивость растворов илидов, образующихся при взаимодействии дигалогеидифторметанов с третичными фосфинами, обусловлена динамическим равновесием (уравнения 44, 45), смещенным в сторону фосфина и фосфониевой соли. Растворы формально аналогичных илидов, получающихся
из третичных фосфинов и хлордифторацетата, значительно менее устойчивы, так как в данном случае подобное равновесие невозможно (уравнение 46) [30].
РЕАКЦИЯ ВИТТИГА
Едва ли можно назвать много работ, вызвавших такой же резонанс, как сообщение Виттига и Гайсслера [31] о том, что при взаимодействии метилентрифенилфосфорана с бензофеноном с прекрасным выходом образуются 1,1-дифенилэтилен и трифе- нплфосфиноксид (уравнение 47). Превращение карбонильных соединений в алкены известно теперь как реакция Виттига, хотя впервые реакцию подобного типа — конденсацию илида с фенилизоцианатом (уравнение 48) —описал Штаудингер [32]. В своих последующих работах Виттпг исследовал общность и синтетические возможности этого превращения, поэтому заслуга разработки этой реакции как важного синтетического инструмента органической химии несомненно принадлежит Виттигу и его сотрудникам.
Ph3P=CH2 + Ph2C=O —> Ph2C=CH2 + Ph3P=O (47) Ph3P=CPh2 + PhNCO —> PhX=C=CPh2 + Ph3P=O (48)
Реакция протекает в мягких условиях, причем положение образующейся двойной связи никогда не вызывает сомнений. Реакция с большим успехом применяется во многих областях органической химии, например в синтезе каротиноидов, полиенов, простагландинов, гетероциклических соединений и т. д. О важности реакции Виттига можно судить по числу опубликованных литературных обзоров. Этой реакции уделено большое внимание в учебниках по органической химии, ей посвящено большое число обзорных статей (см., например, [33]), появившихся с момента выхода в свет оригинальной работы Виттига [7].
Область применения реакции Виттига
Реакция является очень общей. В нее вступают алифатические, алициклические или ароматические альдегиды и кетоны. Присутствие других функциональных групп, как правило, не препятствует реакции; карбонильный компонент может содержать двойные или тройные связи, гидрокси-, алкокси- и аминогруппы, галогены и даже сложноэфирные группы. Хотя илиды фосфора реагируют со сложными эфирами, эта реакция протекает обычно столь медленно, что не мешает реакции с нормальными альдегидами или кетонами. Сопряженные с карбонильной группой двойные или тройные связи обычно не препятствуют реакции, хотя аллилиденфосфораны реагируют с аф-ненасышенными кетонами по у-углеродному атому; считают, что реакция протекает как нормальное присоединение с последующим [3,3]-спгматроп- ным сдвигом [34].
(49)(49)(51)(51)
(49)
(49)
(51)
(51)
Илидный компонент также может содержать двойные и тройные связи и другие функциональные группы. Нестабплизпрован- ные плиды чрезвычайно реакционноспособны и реагируют не только с карбонильными соединениями, но и с водой, кислородом, диоксидом углерода и спиртами. Реакции этих илидов, следовательно, должны проводиться в условиях, исключающих присутствие упомянутых соединений. Демонстрацией того факта, что синтез алкенов на основе реакционноспособных илидов проводится в условиях, гораздо более мягких, чем обычно, может служить получение нестабильного цис-дивинилциклопропана (45) (уравнение 49) [35]. Прибавление альдегида к раствору илпда в смеси ДМСО — пентан при 5 °C, собственно реакция и ее обрыв в растворе хлорида натрия при —20°С длится около 1 мин.
СНСН=СН2
Н2СCH—CHO + Ph3P=CH2 —> /\|
(45)
Стабилизированные илиды, содержащие в a-положении электроноакцепторные группы, гораздо менее реакционноспособны. Они гладко вступают в реакцию с альдегидами, но с кетонами реагируют медленно или вообще не взаимодействуют.
Реакция Виттига особенно полезна, когда необходимо обеспечить специфическую локализацию двойной связи. В качестве примеров можно привести получение метиленциклогексана (46) (уравнение 50), не содержащего примесей термодинамически более стабильного изомера с эндоциклической двойной связью, и синтез р,у-ненасыщенной кислоты (47) (уравнение 51). При получении последнего соединения реакцией элиминирования преимущественно образуется более стабильный а,р-изомер.
О + Ph3P=CH2 —>
(46)
Ме2С=О + Ph3P=CHCH2CO2 —> Ме2С=СНСН2СО2'(47)
Механизм реакции Виттига
Реакция Виттига протекает в две или, возможно, в три стадии (схема 52). В некоторых случаях промежуточный бетаин может быть зафиксирован посредством протонирования или образования комплекса с солями лития (схема 53). Оксафосфетапы, подобные соединению, выделенному при реакции гексафторацето- На с илидом (48) (уравнение 54), в благоприятных условиях могут быть выделены или обнаружены в растворе. Методом низкотемпературного ЯМР 31Р показано, что в реакциях не содер-
жащих солей илидов с бензальдегидом или формальдегидом, также образуются оксафосфетаны (49) (уравнение 55) [36].
R3P=CRlR2+O=CR3R4R3P=CRlR2+O=CR3R4Ph3P=CHR+PhCHOPh3P=CHR+PhCHO/R3P—CRlR22R3P—CR'R2зR3PCR‘R*—IIII+|l0—CR3R4 ОCR3R4оксафосфетанHI+> Ph3PCHRCH(OH)Ph ГLiBr+► Ph3PCHRCHPhOLi Br'/R3P—CRlR22R3P—CR'R2зR3PCR‘R*—IIII+|l0—CR3R4 ОCR3R4оксафосфетанHI+> Ph3PCHRCH(OH)Ph ГLiBr+► Ph3PCHRCHPhOLi Br'*0—CR3R4бетаин'Ph3PCHR -. "0—CHPh.*0—CR3R4бетаин'Ph3PCHR -. "0—CHPh.Ph3P=C=PPh3 + (CF3)2C=O —►Ph3P=C=PPh3 + (CF3)2C=O —►Ph3P =PPh3Ph3P =PPh30—C(CF3)20—C(CF3)2(52)(53)(54)(52)(53)(54)
R3P=CRlR2+O=CR3R4
R3P=CRlR2+O=CR3R4
Ph3P=CHR+PhCHO
Ph3P=CHR+PhCHO
/R3P—CRlR22R3P—CR'R2зR3PCR‘R*
—IIII+|l
0—CR3R4 ОCR3R4
оксафосфетанHI+
> Ph3PCHRCH(OH)Ph Г
LiBr+
► Ph3PCHRCHPhOLi Br'
/R3P—CRlR22R3P—CR'R2зR3PCR‘R*
—IIII+|l
0—CR3R4 ОCR3R4
оксафосфетанHI+
> Ph3PCHRCH(OH)Ph Г
LiBr+
► Ph3PCHRCHPhOLi Br'
*0—CR3R4
бетаин
'Ph3PCHR -
. "0—CHPh.
*0—CR3R4
бетаин
'Ph3PCHR -
. "0—CHPh.
Ph3P=C=PPh3 + (CF3)2C=O —►
Ph3P=C=PPh3 + (CF3)2C=O —►
Ph3P =PPh3
Ph3P =PPh3
0—C(CF3)2
0—C(CF3)2
(52)
(53)
(54)
(52)
(53)
(54)
(48)
R
Ph3P— —ni
(55)(55)Ph3P=CRR‘ + R2CHO —>I
(55)
(55)
o——R
H
(49)
В условиях, когда возможно выделение или обнаружение оксафосфетана, стадия 3 (см. схему 52) является скоростьопреде- ляющей, а стадии 1 и 2 могут протекать одновременно, представляя собой [2 + 2]-циклоприсоединение, которое будет синхронным при осуществлении механизма л23 + л2а [37]. В реакциях с промежуточным продуктом бетаинового типа стадия / может быть быстрее стадий 2 + 3 или наоборот. Электроноакцепторные группы у атома углерода повышают стабильность илидов и снижают их реакционную способность; электроподонорные заместители у атома фосфора, уменьшая положительный заряд на нем, также влияют на реакционную способность. Последний фактор должен повышать скорость первой стадии, что объясняет более высокую реакционную способность триалкилфосфонпевых илидов по сравнению с триарильными аналогами. Однако как только бетаин образовался, эти факторы начинают действовать в обратном направлении: электроноакцепторные группы у атома углерода будут повышать реакционную способность бетаина вследствие стабилизации вновь образующейся двойной связи, а электронодонорные группы у атома фосфора будут снижать реакционную способность бетаина. В подобных случаях, например для илнда (50), возможно выделение бетаина.
О
(п-МеОСоН4)зР=СНСРЬ
Изучение кинетики реакций n-нитробензальдегида с фенаци- 7Идентрпфенилфосфораном и рядом флуоренилиденовых илидов [38, 39] приводит к выводу, что первоначальная скоростьопреде- ляю’щая стадия включает четырехчленное переходное состояние с низкой полярностью, непосредственно приводящее к 1,2-оксафосфетану. Однако близость скоростей реакций бензальдегида с илидами, содержащими фосфор в составе цикла, и с соответствующими ациклическими илидами приводит к противоположному выводу, так как следует ожидать, что прямое образование оксафосфетана приводило бы к увеличению скорости реакции в случае циклических илидов вследствие уменьшения напряжения фосфорсодержащего цикла [40].
Имеется, таким образом, два крайних случая, когда скорость- определяющей стадией может быть либо образование бетаина, либо распад оксафосфетана, причем образование бетаина может быть обратимым или необратимым; возможны также многочисленные промежуточные ситуации [41].
Обратимость образования бетаина в случае стабилизированных илидов продемонстрирована фиксацией илида, получающегося из бетаина — продукта реакции трифенилфосфина и эпоксида (схема 56). Выделение этил-.и-хлорциннамата позволяет сделать вывод о том, что реакция стабилизированных илидов с карбонильными соединениями протекает через медленную обратимую стадию с последующим быстрым распадом на фосфиноксид и алкен [41].
О
PhHC——^CHCO2Et Ph3P—CHCO2Et Ph3P=O + —► | —> +
Ph3P -O-CHPh PhCH=CHCO2Et
PhCH=O + Ph3P=CHCO2Et
l^-CiCgihCHO
Ph3P=O + л-С1С6Н4СН=СНСО2Е1
Все рассмотренные выше механизмы предполагают сохранение конфигурации фосфора на всем протяжении реакции, что было изящно продемонстрировано Мак-Ивеном [42] (см. разд. 10.2.6.1).
Стереохимия образования алкена
При наличии двух асимметрических углеродных атомов образующийся бетаин существует в виде двух диастереомеров (51) и (52) (схема 57).
R3P~tp^i
O=CHR2
(52)
В тех случаях, когда образование бетаина является обратимым, стадии элиминирования будет предшествовать накопление термодинамически более стабильного диастереомера. Обычно таковым является (52), дающий транс-алкен. Обнаружено, что триалкилфосфониевые илиды или илиды, имеющие стабилизирующие группы, в общем случае образуют преимущественно транс-алкены. Количество получающегося цис-алкена может быть увеличено путем использования протонных растворителей, которые, возможно, уменьшают электростатическое взаимодействие между Р+ и О-, сольватируя окси-анион промежуточного бетаина, и делают, таким образом, допустимым существование других конформаций, например (53).
НННхНх+ Н3Р=О (58)+ Н3Р=О (58)
Н
Н
Нх
Нх
+ Н3Р=О (58)
+ Н3Р=О (58)
Илиды, полученные из триарилфосфииов и не содержащие стабилизирующих групп, обычно дают цис- или смесь цис- и транс-алкенов. Одно из объяснений этого факта основано на предположении о синхронном образовании оксафосфетана за счет циклоприсоединения л23 + л2а, что приводит к цис-алкену. Получение цис-алкенов можно также объяснить, предположив, что стадия образования бетаина является необратимой. Структура образующегося диастереомерного бетаина определяется взаимным расположением молекул илида и карбонильного соединения непосредственно перед реакцией, причем, возможно, участники реакции имеют тенденцию располагаться таким образом, чтобы продуктом был цис-алкен, хотя причины подобного поведения не ясны. Можно также считать, что цис-алкены образуются
ив
исключительно за счет синхронного .процесса, тогда как трансалкены являются продуктами реакций, включающих образование бетаина. _
На стереохимический результат реакций реакционноспособных илидов влияет присутствие солей лития. При использовании в качестве растворителя ДМФ присутствие солей лития практически не оказывает влияния, однако в неполярных растворителях добавление солеи лития вызывает повышение доли транс-алкенов в тех же реакциях. Условия реакции и структурные факторы влияют на скорость образования бетаина, а следовательно, и на стереохимическое направление реакции Виттига.
Большая часть известных реакций вследствие влияния противоположных факторов протекает стереохимически неизбирательно, однако при взаимодействии свободных от солей реакционноспособных илидов с альдегидами в большинстве случаев получаются в основном /{uc-алкены, а при возможности существования равновесия между бетаинами — транс-алкены. Таким образом, при правильном подборе реагентов и условий реакция Виттига может протекать стереоселективно [43, 44].
Применение других илидов фосфора [7]
Помимо обычно используемых фосфониевых илидов в реакции Виттига могут применяться и другие типы илидов фосфора и карбанионов, стабилизированных соседней фосфорильной группой.
Фосфиноксиды, имеющие а-СН-группу, при действии сильных оснований превращаются в карбанионы; обработка последних карбонильными соединениями приводит к алкенам (главным образом, с транс-конфигурацией) и фосфинат-анионам (уравнение 59). В качестве исходного соединения для получения стабилизированных карбанионов из фосфииоксидов может служить трифе- нилфосфиноксид, так как при обработке его литийорганическими соединениями происходят обмен лигандов и последующее депротонирование образующихся алкилдифенилфосфиноксидов.
ОО
||II - r2r3c=o
R2PCH2R' 5=* R2PCHR' ► R2POJ + R‘CH=CR2R3 (59)
Реакции карбанионов с карбонильными соединениями приводят к аддуктам, которые могут быть выделены в виде смеси двух диастереомеров, находящихся в равновесии друг с другом и с исходными соединениями. Они могут быть зафиксированы и разделены на соответствующие гидроксиалкилфосфипоксиды после протонироваиия. При обработке сильными основаниями, не содержащими катион лития, полученные аддукты разлагаются, давая алкен и фосфинат-анион (схема 60).
Фосфонаты, содержащие водород при а-углеродном атоме, также могут служить источниками карбанионов, которые легко реагируют с самыми разнообразными карбонильными соединениями. Эту реакцию (уравнение 61), впервые описанную Хорнером и впоследствии широко изученную Ведсвортом и Эммонсом, называют иногда «реакцией Хорнера — Эммонса» [45]; она имеет некоторые преимущества перед общепринятой реакцией Виттига. Такие карбанионы обладают более высокой реакционной способностью, чем илиды, п реагируют с кетонами, даже если R и R1 являются электроноакцепторными заместителями, в то время как соответствующие илиды в этом случае часто инертны. Фосфорсодержащий продукт реакции растворим в воде, что значительно облегчает его отделение от алкена; кроме того, фосфонаты гораздо более дешевы, чем фосфониевые соли, и легко получаются по реакции Арбузова.
ОО
IIII - r3r4c=o
(RO^PCHR’R2 —> (RO^PCR'R2 > (RO)2PO7 + R'R2C=CR3R4 (61)
Механизм реакций этих карбанионов, по-видимому, аналогичен механизму реакции Виттига, хотя транс-алкены в данном случае образуются в значительно большей степени. Попытки повысить долю цис-алкенов оказались в значительной мере безуспешными.
Некоторые примеры использования илидовв синтезе
Одним из наиболее полезных нововведений, появившихся в последние годы, стала методика синтеза «в одном сосуде» ^«опе- pot^, когда фосфин, алкилгалогенид и карбонильное соединение реагируют одновременно в присутствии подходящего эпоксида как источника основания [26]. Одним из примеров использования этого приема является синтез полиена (54) (уравнение 62) [46].
Ph3P=CHR+R'CHOPh3P=CHR+R'CHOПолученные недавно р-оксидоилиды (55) [47], образующиеся при депротонировании бетаинов (уравнение 63), оказались весьма полезными реагентами, так как протонирование их протекает стереоспецифично и приводит к протонированным трео-бетаинам и, следовательно, к транс-алкенам. Этот прием использовался з реакциях конденсации, которые в обычных условиях приводят к значительным количествам цис-продуктов [48]. Взаимодействие илидов (55) с N-хлорсукцинимидом с последующим элиминированием фосфиноксида приводят к хлор-цис-алкенам, тогда как при использовании иодозобензолдихлорида образуются хлор-транс-алкены [50].
Ph3P=CHR+R'CHO
Ph3P=CHR+R'CHO
(63)(63)Ph3P—CHR виы|Ph3P=CRCHR!O'
(63)
(63)
"O—CHR'
(55)
Реакция р-оксидоилидов с альдегидами приводит к «^-ненасыщенным спиртам, имеющим трехзамещенную двойную связь (схема 64) [49]. В общем случае, элиминирующийся кислород происходит из альдегида, который вводится в реакцию вторым, что позволяет путем последовательной обработки метилентрифенилфосфорана бензальдегидом, бутиллитием и 1-дейтеробензальдегидом получить (56), дейтерированный исключительно по С-3. Если одним из используемых альдегидов является формальдегид, стереоспецифичность реакции зависит от порядка, в котором альдегиды вводят в реакцию [51].■
Ph3P=CHMePh3PCHMeCHRO' ^“ ■ >
ОН
■(РЬ3Р О RCH Н
Ph3P = CMeCHRO~ 51222^,С—С^У(б4>
Rl6,CHMe VH Me V
ph./н
V—(У(56)
W\ciI(OH)Ph
Обработка фосфорана (57) литием в смеси бензол — ГМФТА приводит к отрыву протона и образованию раствора енолята илпда, который при длительном нагревании с кетонами дает несопряженные р,у-непасыщенные кетоны (уравнение 65) [52]. Следует отметить, что если в реакцию с кетонами вступает сам илид (57), образуются «.^-ненасыщенные кетоны.
R1R1OLi
R1
R1
I кснгсок1|
Ph3P=CHCOPh —> Ph3P=C=CPh> RCH=CCH2COPh (65)
(57)
Синтез алкенов по Виттиту позволяет получать продукты со строго определенным положением двойной связи, что особенно ярко проявляется в возможности синтеза напряженных алкенов с двойной связью в голове моста, например бицикло [4,2,1]- нонена-1(8) (58), за счет внутримолекулярной реакции Виттпга (уравнение 66) [53].
+ NaH+ NaH(58)(58)
+ NaH
+ NaH
(58)
(58)
Внутримолекулярная реакция Виттига широко используется для получения циклов [54] за счет одинарного (уравнение 67; см. также разд. 10.2.6.2) или, при использовании бифункциональных плидов типа (59), двойного замыкания цикла (уравнение 68).
(СН2)„
RC/ ^CR1
IIII—>
ОPPh3
/=РРЬ3 ОПС.
\=PPh3 оНС/
(59)
(CH2),t
РС==СР'(« = 3-14)(67)
ХУ - CD "
Реакции двойного замыкания цикла с применением бифункциональных плидов широко использовались Зоидхаймером и др. для получения ряда аннуленов и других макроциклических систем [55]. Типичным примером может служить синтез [12] аннулена (60) (уравнение 69) [56]. Аннулены могут быть получены т‘™е окислительной циклизацией адо-диалкниов (например, 62) которые образуются из альдегида и бис (илпда) (уравнение 70).
SS(70)(70)
S
S
(70)
(70)
в некоторых синтезах подобного типа применялась даже одновременная реакция бис(илида) с двумя различными альдегидами
[58].
Реакция Виттига нашла широкое применение в синтезе природных соединений, особенно полиенов. Виттиг и Поммер, например, получили р-каротин (63) (уравнение 71) [59], а Триплет [60] впервые синтезировал чистый полностью транс-сквален (64) конденсацией геранилацетона с бис(илидом) (уравнение 72).
Реакции двойной конденсации с применением дикарбоиильных соединений или бис(илидов) широко используются в синтезе каротиноидов [61].
Реакция Виттпга является ключевой стадией в синтез феромонов. Примером может служить синтез roccnnvt Тщательное изучение факторов, влияющих на соотношении зующихся цисдис- и Транс^цс-изомеров в реакции альдег пя К с нестабилизпрованным илидом, позволило осуществите (bb) синтез госсипура, представляющего собой смесь алкенов в "РЯМой шепни 1 : 1 (уравнение 73)в соотно-
Значительное применение находят илиды в синтезе простагландинов. Их использовали в реакциях с лактолами общей формулы (66) (уравнение 74) и альдегидами типа (67) (уравнение 75); эти методы были разработаны Кори [63]. Так, реакцией генерируемого в ДМСО илида (69) с лактолом (уравнение 76) были построены /^ис-алкеновые боковые цепи в (±)- [64] и оптически активных [65] простагландинах Е2 и F2a. Метод, основанный на использовании 2-оксоалкилфосфонатов, например (68) [G4], все еще остается, по-видпмому, наилучшим для получения транс-алкеновых (С8) боковых цепей простагландинов [66].
ГИДРОЛИЗ ИЛИДОВ ФОСФОРА
Гидролиз фосфониевых илидов протекает с образованием углеводородного фрагмента и фосфипоксида (уравнение 77). Меха* „нам гидролиза сходен с механизмом гидролиза фосфониевых солей; замещению подвергается группа, образующая наиболее стабильный аннон. Гидролиз илидов также может оказаться полезным синтетическим приемом, так как фосфорсодержащий остаток после модификации исходного илида алкилированием или ацилированием может быть удален. Например, половой феромон тараканов был синтезирован алкилированием (2-оксобутилидеи)- трнфспплфосфорана бромидом (70) с последующим щелочным гидролизом образующегося оксофосфорана (схема 78) [67].
1^=0^ +1LO -> [RgPCHRi ОН] —> R3P=O+R}CH2 или R2PCHR]+RH
О (77)
MeОMe Me О
IIIBuLI||||
С18Нз7СН(СН2)7Вг + EtCCH=PPh3 ► CI8H37CH(CH2)7CH-CCH=PPh3 —>
(70)
Me Me ОI I II
—► CieH37CH(CH2)7CH—ССНз(78)
ОКИСЛЕНИЕ ИЛИДОВ ФОСФОРА
При взаимодействии илидов с кислородом образуются карбонильные соединения и фосфнпоксиды (уравнение 79). Карбонильные соединения способны реагировать с избытком исходного илида, давая симметричные алкены (уравнение 80). Если R или R1 являются водородом, сразу образуется алкен; при отсутствии а-протопов может быть выделен кетой, а в более жестких условиях также получается алкен. В случае илидов, устойчивых к действию кислорода, в качестве окислителен применяют пероксикислоты, озон пли его аддукты с фосфитами [68].
RR*C=PPh3 + О2 —► RR*C=O + O=PPh3(79)
RR'C=O + RR*C—PPh3 — ► RR*C=CRR'(80)
Реакции окисления илидов позволяют осуществлять многие) важные превращения, например, получение р-каротипа из двух молекул витамина А. Эта реакция с успехом применяется также Для синтеза циклических систем (уравнение 81).
НС.|1 ;(сн2)„(81)НС/НС.|1 ;(сн2)„(81)НС/РИчР^СМ
НС.
|1 ;(сн2)„(81)
НС/
НС.
|1 ;(сн2)„(81)
НС/
'\О2
^(СП2)„ —>PhaP=CH
Для окисления илидов применяли различные окислители; наилучшим из них, ио-видимому, является перйодат. При действии
оснований на фосфонпйпериодаты последние непосредственно превращаются в алкены. Так, например, бис (фосфоний) пернодчт (71) при обработке этокспдом лития при —50 °C дает (д.\ (/^-пентагелицен (уравнение 82) [69].
2Ю;2Ю;(82)(82)
2Ю;
2Ю;
(82)
(82)
РЕАКЦИИ ИЛИДОВ ФОСФОРА
С ДРУГИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ С КРАТНЫМИ связями
Карбанионный центр илидов фосфора способен реагировать практически с любым электрофильным центром. Естественно, что наибольшее внимание уделялось реакциям с карбонильными соединениями, однако описаны многочисленные превращения, в которых плиды реагируют и с другими типами кратных связей. Не имея возможности в рамках данного раздела подробно рассмотреть имеющуюся литературу, остановимся лишь па некоторых реакциях этого типа.
При взаимодействии с нитрозосоединениями фосфораны образуют имины (уравнение 83); в некоторых случаях получаются симметричные алкены (уравнение 84), вероятно, за счет реакции с избытком реагента. Плиды, за исключением имеющих протон у а-углеродного атома, вступают с изоцианатами в нормальную реакцию Виттига (уравнение 85). При наличии в молекуле пли- да а-водорода наблюдается перенос протона, приводящий к новому плиду, например (72) (уравнение 86). Промежуточные бетаины (73), образующиеся в реакции илидов с нитрилами (уравнение 87), могут быть гидролнзованы до кетонов; гидролиз, однако, протекает сложно — по двум конкурирующим направле
ниям [70].
R3P==CR‘R2 + RSN=O —► R3PO + R3N=CR‘R2(83)
R3N=CR*R2 + R3P=CR*R2 —► R3P=NR3 + R'R2C=CR1R2 (84)
Ph3P=CPh2 + PhNCO —> Ph3PO + PhN=C=CPh2(85)
Ph3P=CHPh + PhNCO —> Ph3P=C(Ph)CONHPh(86)
(72)
R‘P=CHR2 + R3C=N —> R]P—CHR2 —> R3COCH2R2 (87)
"N=CR3(73)
Нестабилизпрованные плиды реагируют с диоксидом углерода, давая бетаины (74), щелочной гидролиз которых с последующим
подкислением приводит к карбоновым кислотам (схема 88). При термолизе бетаина (74) образуются либо фосфораны (при R1 — = Н), либо аллены (при отсутствии а-протона) (схема 88).
^п,о
PlhP—CRR1 Щ СО, —> PhaPCRR'COJ ► RR'CHCOtH
(74)a(r’-H) I Л
1’liJ’. CRCOCIbR RR’C=C=CRRi
Известно много примеров присоединения фосфониевых илидов к сопряженным алкенам [7, 15]. Реакция всегда протекает как присоединение по Михаэлю и приводит к промежуточному продукту, который способен распадаться по различным направлениям (схема 89). 13 случае стабилизированных илидов может про- нсходпть прототропный сдвиг или выброс аннона с образованием нового илида — соответственно (75) или (76), однако чаще всего образуется циклопропан с потерей трпфепилфосфииа. Последняя реакция иногда используется в синтезе, что можно проиллюстрировать примером получения аналогов эфиров хризантемовой кислоты [72], включающего стереоспецифичное присоединение илида к защищенному альдегиду (схема 90).
PhsP=CHR + R'CH=CHR2
ЛИТЕРАТУРА
D P. Tate, Rubber World, 1975, 172, 41.
H R Allcock, Science, 1976, 193, 1214.
H R Allcock, Chem. in Britain, 1974, 10, 118.
p Keat and R. A. Shaw, in ‘Organic Phosphorus Compounds’, ed G м „ solanoff and L. Maier, Wiley-Interscience, 1973, vol. 6, p. 833.‘
H R. Allcock, ‘Phosphorus-Nitrogen Compounds’, Academic, New York 1979 ri’ P Олкон. Фосфоразотистые соединения. Пер. с англ. М., Мио ” Н R. 'Allcock, Chem. Rev., 1972, 72, 315.
Н. J. Bestmann and R. Zimmerman, in Ref. 4, 1972, vol. 3, p. 1.
8a. R. A. Shaw, Pure Appl. Chem., 1975, 44, 317.
86 H IT. Roesky, ibid., 1975, 44, 307.■
8B. H. A. Lehmann, Pure Appl. Chem., 1975, 44, 221.
1. 9 з‘ 4.
5.
6.
7.
8r. H. Bock, ibid., 1975, 44, 343.'
H. A. Klein and H. P. Latscha, Z. anorg. Chem., 1974, 406, 214.
C. R. Hall and D. J. H. Smith, J. C. S Perkin II, 1977, in press.
J. Schweng and E. Zbiral, Monatsh., 1976, 107, 537.
H. R. Allcock, Angew. Chem. Internat. Edn., 1977, 16, 147.
A. Michaelis and H. V. Gimborn, Chem. Ber., 1894, 27, 272.
9.
10.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
G. Wittig, Accounts Chem. Res., 1974, 7, 6.
A. II7. Johnson, ‘Ylid Chemistry’, Academic, New York, 1966; [А. Джонсон..
Химия илидов. Пер. с англ. М., Мир, 1969].
F. Ramirez and S. Dershowitz, J. Org. Chern., 1957, 22, 41.
L. C. Thomas, ‘The Interpretation of the Infrared Spectra of Phosphorus Compounds’, Heyden, London, 1974.
J. C. J. Bari, J. Chem. Soc. (B), 1969, 350.
H. Schmidbaur, It7. Richter, W. Wolf, and F. H. Kohler, Chem Ber., 1975, 108, 2619.
21.
22.
23.
24.
Т. Н, G. Н. Н. R.
A. Albright and Е. Е. Schweizer, J. Org. Chern., 1976, 41, 1168; see also Schtnidbattr, Accounts Chem. Res., 1975, 8, 62.
IV. Pilling and F. Sondheimer, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 1970.
J. Bestmann, W. Stransky, and O. Vostrowsky, Chem Ber., 1976, 109, 1694. J. Bestmann and W. Stransky, Synthesis, 1974, 798.
Л-l. Boden, Synthesis, 1975, 784.
----- Hunig and I, Stemmier, Tetrahedron Letters, 1974, 3151.
256. It7. Tagaki, J. Inoue, У. Yano, and T. Okonogi, ibid., 1974, 2587.
26a. J. Buddrus, Angew. Chem. Internat. Edn., 1972, 11, 1041.
266.7. Buddrus and W. Kimpenhaus, Chem Ber., 1974, 107. 2062.
17 H. J. Bestmann and G. Schmid, Tetrahedron Letters, 1975. 4025. Hoechst, A. G. G. P. 2409357 (Chem. Abs., 1976. 84, 31240).,
H. J Bestmann and G. Schmid, G. P. 2409356 (Chem. Abs., 1976, 84, 3123У)- ^’aae> ^- ^- Kesling, and D. J. Burton, Tetrahedron Letters, 1975, / • G. Wittig and G. Geissler, Annalen, 1953, 580, 44.
09 ^“dinger and J. Meyer, Helv. Chim. Acta, 1919, 2, 635.
о h§’ Pure APPL Chem., 1964, 9, 245.
99 'a TwPpetb Quart Rev- 1963> 17, 406.лппниче-
ЗЗв. A. Maercker, Org. Reactions, 1965, 14, 270 ГА Маеркер. — В кн.: Органи 99 Р^акции- м- Мир, 1967, с. 287].
о-Л i ~fs^,nann> Newer Methods Prep. Org. Chem., 1968, 5, 1.
34 I pSoc- chinL France. 1971, 1619.1974,
'R' R' Gruetzrnacher, and, J. E. Nordlander, J. Org. Che
"T- Golding, and J. J. Stofko, J. C. S. Chem. Comm., 1973,]g75;
29, 341 °SSer' A' Piskala- c- Tarchini, and H. B. Tuong, Chimia (Suitz-L
25а. S.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
GSnobie, J. Amer. Chem. Soc.,
PP' K,ialil. Phosphorus. 1972, 2, 105.
I F ' Acla Chem' Scnnd-. 1972, 26, 2163.
■ Wilson and J. C. Tebby, J. C. S. Pei kin I, 1972, 2713.
1973, 95, 5778.
См напрпмер: .4. /. Speziale and D. E. Bissing. J. Amer. Chem. Soc., 1963 85, 3878.„
IF. E. McEwen. Topics Phosphorus Chem., 1965, 2, 1.
J. Reucroft and P. G. Sammes. Quart. Rev., 1971. 25, 135.
M. Schlosser. Topics Stereochem., 1970. 5, 1.
J. Boutagy and R. Thomas, Chem. Rev 1974, 74, 87.
IF. Bollag, A". Rigassi, and U. Schwieter, G. p. 2132032 (Chem. Abs., 1972, 76, ' 99874).
Af. Schlosser and K. F. Chrtsfmann. Annalen. 1967, 708, 1.
IF. S. Johnson, AL B. Gravestock, and В. E. McGarry, J. Amer. Chem. Soc., ’ 1971, 93, 4332.
E. J. Corey, and H. Yamamoto, J. Amer. Chem. Soc.. 1970. 92, 226.
E. J. Corey. J. I. Shulman, and H. Yamamoto, Tetrahedron Letters, 1970, 447.
M. Schlosser and D. Coffinet. Synthesis, 1971, 380.
C. Broquet. Tetrahedron, 1975. 31. 1331.
К. B. Becker, Tetrahedron Letters, 1975, 2207.
H. J. Bestmann and R. Zimmermann, Chem.-Ztg., 1972 96, 649.
К. P. C. Volihardt. Synthesis. 1975, 765..
R. H. Wightman and F. Sondheimer, Tetrahedron Letters. 1975. 4179.
R. R. Jones, J. AL Brown, and F. Sondheimer, Tetrahedron Letters. 1975. 4183.
R. L. Wife, P. J. Beeby, and F. Sondheimer, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 641.
G. Wittig and H. Pommer. G. P. 954247 (Chem. Asb., 1959, 53, 2279).
S. Trippett, Chem. and Ind. (London), 1956. 80.
61a. R. E. Coman and В. C. L. Weedon, J. C. S. Perkin I 1975, 2529.
См., например: .4. G. Andrews, G. Borch and S. Liaaen-Jensen. Acta Chem. Scand. (B). 1976, 30. 214.
R. J. Anderson and C. A. Henrick, J. Amer. Chem. Soc., 1975. 97, 4327.
См., например: D. J. H. Smith, in ‘Organophosphorus Chemistry’, Specialist Periodical Reports, ed. S. Trippett, Chemical Society, London, 1977 vol 8, p. 194.'
E. J. Corey, N. AL Weinshenker, T. K. Shaaf, and IV. Huber, J. Amer. Chem. Soc., 1969. 91, 5675.
E, J, Corey, T. K. Shaaf, W. Huber, U. Koelliker, and N. AL Weinshenker, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 397.
См., например: J. IF. Bruin, H. de Koning, and H. 0. Huisman, Tetrahedron Letters, 1975, 4599.
M. Schwarz, J. E. Oliver, and P. E. Sonnet, J. Org. Chem.. 1975, 40, 2410.
H. J. Bestmann, L. Kisielowski, and ll7. Distler, Angew. Chem. Internal. Edn., 1976, 15, 298.
H. J. Best man and IF. Both, Chem. Ber., 1974, 107, 2923.
R. G. Earnhardt and W. E. McEwen, J. Amer. Chem. Soc.. 1967, 89, 7009.
H. Bestmann, Th. Denzel, and H. Salbaum, Tetrahedron Letters, 1974, 1275.
Al. J. Devos, L. Hevesi, P. Bayet, and A. Krief, Tetrahedron Letters, 1976, 3911.
ЧАСТЬ 11
ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ СЕРЫ
ILL ТИОЛЫ
ДЖ. К. БАРРЕТ (Oxford Polytechnic)
СВОЙСТВА ТИОЛОВ И ИХ РАСПРОСТРАНЕННОСТЬВ ПРИРОДЕ
1LLLL Общая характеристика тиолов
Тиолы R—SH являются простейшими по структуре органическими соединениями серы. Эти соединения, которые лишь вскользь рассматриваются в учебниках (как правило, в разделах, посвященных спиртам), на самом деле очень важны, поскольку их широко используют для синтеза других органических соединений серы; они играют значительную роль в биохимии клетки. В последние годы многие лаборатории занимались разработкой надежных путей синтеза тиолов, а также изучением их физических свойств и реакций (см. обзоры [1, 2, 69]).
1LLL2. Физические свойства тиолов
Валентный угол в H2S равен 92,2°, а для CH3SH угол С—S—Н составляет 96,5° (подробнее см. разд. 11.3.1)[1]. Мень
шая прочность связи S—Н (339 кДж/моль) по сравнению со связью О—Н (462 кДж/моль) является одной из причин того, что реакции расщепления, которые с трудом осуществляются для спиртов, гораздо более легко протекают с тиолами. По-видимому, это является одним из основных факторов, обусловливающих различие в реакционной способности этих двух классов соединений по отношению к кислороду (уравнение 1) и в аналогичных реакциях отрыва радикала.
о2
2RSH —► RSSR(1)
По сравнению со спиртами тиолы являются значительно более слабыми донорами при образовании водородной связи. ИК-Спект- ры дают возможность оценить степень «завязывания» водородной связи, и с их помощью может быть выявлена корреляция между прочностью водородной связи и строением фрагмента молекулы, содержащего тиольную группу. При этом принимается, что полоса валентного колебания связи S—Н (~2580 см-1 для свободной
группы) при образовании водородной связи смещается в более низкочастотную область. Другим проявлением образования водородной связи является слабопольный сдвиг сигнала протона группы S—Н в спектрах ЯМР ‘Н. По сравнению с алкантиолами тиофенолы образуют более прочные водородные связи с акцепторами.
Меньшая прочность межмолекулярной водородной •••S—Н-- ...SН-связи проявляется в повышенной летучести тиолов по сравнению со спиртами (температуры кипения простых алифатических тиолов на 40—60 °C ниже, чем температуры кипения соответствующих спиртов), что усугубляет неприятность работы с этими соединениями, вызываемую их отталкивающим запахом.
Тиолы образуют менее стабильные, чем спирты, комплексы с шифт-реагентами, Eu(dpm)3 [3], Yb(dpm)3 и Eu(fod)3 [4], что проявляется в гораздо меньших значениях индуцированных сдвигов резонансных сигналов протонов SH-групп по сравнению с аналогичными величинами для протонов ОН-групп. Скорости переноса протона на тиолы (см., например, реакцию 2) на несколько порядков (104—105) меньше скоростей этих реакций для спиртов [5]. Этот факт полностью соответствует качественному предсказанию теории жестких и мягких кислот и оснований (ЖМКО), принимающей, что Н+ является «жесткой» кислотой и потому гораздо более легко реагирует с «жестким» основанием (спиртом), чем с «мягким» основанием типа тиола.
■PhCH2SH + CF3SO3H ^ PhCH2SH2 + CF3SOJ .(2)
Подобно гидроксигруппе в аналогичных кислородсодержащих соединениях, SH-группа в циклогексантиолах предпочтительно занимает экваториальное положение. Для ациклических дисульфидов, тиолов и тиолят-анионов были проведены расчеты конформаций (методами МО), энергетических барьеров и сродства к протону [6].
Расщепление S—Н-связи тиолов
Многие реакции могут интерпретироваться в терминах гомолиза S—Н-связи, как первичного акта процесса (уравнение 3; подробнее см. разд. 11.1.3). В отличие от сульфидов тиолы очень медленно «гасят» фотовозбуждепные состояния, и поэтому их можно вводить в реакционные смеси в качестве ловушек радикалов; при этом они не мешают осуществлению фотохимических реакций. Свойство тиолов служить перехватчиками радикалов не только используется в лабораторной практике, но и является основой для их применения для защиты от радиации и как антиокислителей (например, додекантиол является стабилизующей добавкой Для каучуков). Радиолиз тиолов, сульфидов и дисульфидов дает тиильные радикалы RS- (уравнение 4), которые реагируют с раст-
водителем, что приводит в конце концов к образованию водных кислородсодержащих кислот серы.Р°из-
RSH —> RS- + H.
RS« + H2O —> RSSR + H2O2(3)
.(4)
Тиолы являются слабыми кислотами. Специфические сво" тиолят-анионов, образующихся при ионизации тиолов, во ммСТВа определяют возможность использования тиолов в синтезе рГ°М судить об основности тиолов на основании протонной шкалы кЛИ лотности, использующей данные по равновесию (уравнения 5 Ri' то получится следующий ряд основности: МеО~ > EtS~ > Phd- \ > PhS- Однако по отношению к СН-кислотам этот ряд бул^ иным (на основании данных для равновесия в уравнении [7J: EtS->MeO->PhS->PhO-Уравнении 7)
RS 4* Н+ ^=^: RSH,-х
болееболееRO' + H+ ROH(6)
более
более
По отношению к СН-кислотам PhS- является в 103 раз
М “crenZTc^ Н°~ ЧГО' ™'='«“-™«У. связано е „ень- роксид-ионом [8] Некоторы^тиол^^^^ сРавнению с гид- Дах (например, CF4SH i/c F неУстоичивы в основных сре- F-), но в этих случаяхЧТ° обУсло^ено отщеплением
ответствующих ти/пя Удобными источниками образования со- соли, напримерГУТ СЛуЖИТЬ ИХ металлические
торые тиоляты, например С утвеРж^ось [9], что «неко- свойств», экспепимрито Л г 55 • ве проявляют нуклеофильных нение 8) [10].И° ^ыло найдено противоположное (урав-
С13С*<»СС1—Cs^CP I С ci q~
< + 4C15S —> (C6C15S)3C=C(SC6C15)—C^CR (8) потезы,<<мягкпм>> основанием в терминах ги-
ного) тиолят-аниона п8 Ьольшая нуклеофильность (менее основ- анионом может быт пг сРавненню с соответствующим алкоксид- серы и большей ЪЯснена большей поляризуемостью атома это может сказаться ВЛЬН0Стью образующегося продукта, если соединений сепы прпр энергии переходного состояния. В случае отрицательный запалХ0ДНЫе состояния, в которых увеличивается стабилизованы за спр ^ С0СедствУ с атомом серы, могут быть проиллюстрировано Т ^"°Рбитального резонанса. Это может быть к основаниям ШиА*3 н^/м^Р6 обратимого присоединения тиолов аналогичной пеякт, 3 11И процесса, который в отличие от j3$11 Со спиртами не требует добавок основных
катализаторов (уравнение 9). На основании данных для подобных систем было сделано обобщение, что по отношению к непредельным системам тиолят-ионы примерно в 300 раз активнее, чем амины той же основности [12].
ArCH=NAr + PrSH ^2^ ArCH'^NAr + H+ ^ZZt ArCHNUAr (d)
Кислотность тиолов обусловливает апхпмерпое ускорение, проявляющееся в необычайно высокой скорости элиминирования для реакций у-хлоралкантиолов (1) [13], однако по той же причине неблагоприятным является образование а-карбаниопов из
тиолов; это не позволяет использовать тиолы так же широко в синтезе, как сульфиды (см. разд. 11.3.3). Однако было показано, что пропеи-2-тиол [14] и а-толуолтиол [15] образуют дианионы' (уравнения 10, 11).
6cf 'мо
(1)
ТМЭДА^ТМЭДА^2Ы+2Ы+(Ю)(Ю)
ТМЭДА^
ТМЭДА^
2Ы+
2Ы+
(Ю)
(Ю)
(И)(И)PhCH2SH -^-^ > PhCH-§ 2Ы*
(И)
(И)
В большинстве реакций тиолов участвуют нейтральные молекулы или тиолят-анионы, однако во многих важных реакциях принимают участие тиильные радикалы RS-; известны также отдельные реакции, протекающие с образованием в качестве интермедиатов сульфенил-катионов RS+. К последней категории относится реакция между L-тирозииом и L-цистеином в кипящей 40%-ной бромистоводородиой кислоте [16] (уравнение 12). Этот процесс имеет все отличительные признаки электрофильного замещения в феноле; полагают, что он протекает с участием суль- фенил-катиона. Авторы работы [16] приводят и другие примеры подобной интерпретации. По-видимому, такая интерпретация является чрезмерным упрощением, поскольку довольно трудно объяснить стадию формального отщепления гидрид-нона от тиола в условиях реакции. Если действительно в этой реакции участвует сульфеиил-катпон, то его предшественником вероятнее всего является сульфеиплбромид.
Описано [17] фотохимическое превращение тиолят-аниона в соответствующий тиильный радикал RS-.
Тиолы в природе
Области биохимии, в которых тиолы играют важную роль, описаны в работах [1, 18—22], причем в работах [19, 20] рассмотрены функции тиолов, а в монографии [21] содержится увлекательный, хотя и пристрастный обзор отдельных избранных областей.
Цистеинпротеиназы [22] — ферменты, функция которых зависит от наличия тиольной группы цистеинового остатка в активном центре, относятся к цистеинсодержащим белкам; именно наличие этого аминокислотного остатка обеспечивает образование фиксирующих конформацию дисульфидных мостиков в белках и полипептидах путем образования фрагмента цистина. Более простой представитель этого семейства — трипептид глутатион—также содержит остаток цистеина; предполагают, что этот пептид играет важную роль в биохимии в процессах восстановления — окисления и «перехвата» свободных радикалов. Однако возможность его участия в удалении из биологических систем токсичных углеводородов за счет нуклеофильной атаки серы на оксиды ароматических углеводородов недавно была поставлена под сомнение [23].
Предполагают, что дитиолы участвуют в процессах фотосинтеза [24] и метаболизма в митохондриях [25]. Реакции окисления — восстановления должны быть особенно эффективны для соединений этого типа благодаря сближенности двух тиольных групп. Дигидролипоевая кислота HSCH2CH2CH(SH)'(CH2)4CO2H является одним из примеров природных соединений этого класса, считают, что именно этот дитиол принимает участие в упомянутых жизненно важных процессах. Родственное соединение, окисленная форма аспарагузовой кислоты (HSCH2) 2СНСО2Н, выделено из сока спаржи; оно, по-видимому, обладает свойствами ингибитора роста р.астений.
Хотя летучие тиолы и образуются в природе как продукты метаболизма (например, метионин расщепляется коринобактерия ми до метантиола) [26], они встречаются редко из-за легкост их окисления в дисульфиды. Чаще всего природные тиолы °т^ сятся к Цистеинсодержащим пептидам и белкам. Описано пр 134
tida L )tida L )„годное природного тиола (бутил-2-) пропенилдисульфид, входя- цсс в состав эфирного масла ферулы вонючей (Ferula assa foe- 127].
tida L )
tida L )
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТИОЛОВ
Общие методы синтеза тиоловиз простых неорганических соединений серы
Если рассматривать тиолы как производные сульфаиа H2S, то их в принципе можно получать алкилированием или арилирова- нием простых производных двухвалентной серы. При тщательном соблюдении условий эксперимента простые тиолы могут быть получены с хорошими выходами при реакции KSH с алкилброми- дами [28]. В препаративных методах, основанных на использовании H2S (уравнения 13, 14, 15 [29] и 16 [30]), в большей или меньшей степени всегда имеется опасность полиалкилирования H2S, приводящего к образованию сульфидов и сульфониевых солей. Дополнительные осложнения могут также возникать из-за побочных реакций элиминирования [34].
h2so4 Me2C=CH2 + H2S ► Me3CSHh2so4 Me2C=CH2 + H2S ► Me3CSHRX + H2S —> RSHRX + H2S —> RSHХ-галоген, OTs, ОН (в присутствии Н + или А12О3)Х-галоген, OTs, ОН (в присутствии Н + или А12О3)H2S, C5H5N уEt3N, 20 °CH2S, C5H5N уEt3N, 20 °CI. H2O, 150 °CI. H2O, 150 °C,CHSH,CHSHD-Глюкоза + H2SD-Глюкоза + H2S-> 1-Тио-О-глюкоза2. ВосстановлениеZn-> 1-Тио-О-глюкоза2. ВосстановлениеZn(13)(14)(15)(16)(13)(14)(15)(16)
h2so4 Me2C=CH2 + H2S ► Me3CSH
h2so4 Me2C=CH2 + H2S ► Me3CSH
RX + H2S —> RSH
RX + H2S —> RSH
Х-галоген, OTs, ОН (в присутствии Н + или А12О3)
Х-галоген, OTs, ОН (в присутствии Н + или А12О3)
H2S, C5H5N у
Et3N, 20 °C
H2S, C5H5N у
Et3N, 20 °C
I. H2O, 150 °C
I. H2O, 150 °C
,CHSH
,CHSH
D-Глюкоза + H2S
D-Глюкоза + H2S
-> 1-Тио-О-глюкоза
2. Восстановление
Zn
-> 1-Тио-О-глюкоза
2. Восстановление
Zn
(13)
(14)
(15)
(16)
(13)
(14)
(15)
(16)
Методы синтеза тиолов, основанные на применении других простых реагентов, показаны в уравнениях 17 [31], 18 [32], 19. При использовании металлорганических реагентов в синтезе тиолов существенной побочной реакцией оказывается образование сульфидов.
ROH+P4S10 —► RSH(17)
АгСН2С1 + NaBH2S3 —► ArCH2SH(18)
AT. .S8H2O
ArLi или ArMgX —► ArSLi или ArSMgX ► ArSH (19)
Непрямые методы синтеза тиолов из углеводородов и алкилгалогенидов час^СПп°,ЛЬ30ВаНИе многоступенчатых методов синтеза Тиолов дает Ций ко ЧШИС РезУльтать1 и позволяет избежать побочных реак- Разд.свойственны одноступенчатым методам (см.
• • • ). Как правило, методы, описанные в настоящем
оазделе определенно имеют преимущества для лабораторных сип- тезов тиолов, тем более, что они обычно осуществляются как синтезы «в одном сосуде».
Сульфид натрия и элементная сера при реакциях с алкилга- логенидами дают полисульфиды, которые далее легко и с хорошим выходом восстанавливаются в тиолы [33] (уравнение 20).
(EtO)2CHCH2Br ——(EtO)2CHCH2SSSSCH2CH(OEt)2
' zDgNHg
H2O4-I экв HC1
—> (EtO)2CHCH2S" Na+ * (EtO)2CHCH2SH (20)
Для восстановления ди- и полисульфидов используют также трифенилфосфин и борогидрид натрия; реагенты типа тиогликолевой кислоты HSCH2COOH применяют для восстановления дисульфидной группировки в белках. Восстановительное расщепление сульфидов не является общим методом синтеза тиолов, за исключением некоторых специальных случаев, рассматриваемых далее в этой главе (см. разд. 11.2.1 и 11.3.3); так, например, сульфидный аналог тетрасульфида, показанного выше, не восстанавливается с помощью NaNH2 в NH3 или аналогичными реагентами.
В табл. 11.1.1 даны другие примеры получения тиолов с помощью реакций, в которых сначала за счет нуклеофильного замещения образуется С—S-связь, а далее образующийся промежуточный продукт превращается в тиол. Для реакций нуклеофильного замещения тиоацетатом, особенно для случая вторичных тозилатов, выходы продуктов изменяются в широких пределах. Как
Таблица 11.1. Общие реакции, иллюстрирующие непрямые методы
получения тиолов а
Исходное вещество
Реагент
Промежуточный продукт
Условия расщепления промежуточного продукта
RX 6
h2ncsnh2
SR
H2NC=NH2 X"
NaOH (водн.), кипячение
RX
R'OCSS" К+
RSCSOR1
LiAlHi, далее Н2О
RX в
R'NHCSS" К+
RSCSNHR1
Кислота (водн.)
RX
cs2+ S2-
RSCSS"
Кислота (водн.)
RX
2Na+ "SSO3
RSSO3 Na+
Кислота (водн.) илн ш.ело^в LiAlH4 илн щелочь (водно
RX
Na+ NCS"
RSCN
RX
s=po33-
RS RO2"
Н2О
RX
CHgCOS Na+
RSCOCHg
Щелочь (водн.)
Исчерпывающий обзор дан в работе [34]. 6 RX —органический галогенид или ROH + + (для этой реакции); см. сс. [34а]. В См. сс. [346].
, можно было предполагать, эти реакции нуклеофильного замеще- М ппотекают с обращением конфигурации (механизм SN2); оии- сано получение оптически активных тиолов из оптически активных тозплатов через ксантогенаты RS—CS OR [35].
превращены в тиолы (урав-превращены в тиолы (урав-Понсоедннение тиоуксуснои кислоты пли диродана к алкенам лает соответственно тиоацетаты и тиоцианаты, которые с помощью простых методов могут быть нения 21—23).
превращены в тиолы (урав-
превращены в тиолы (урав-
RLiRLi(SCN)2(SCN)2X/SCNX/SCNL!MH,( vили I1O~L!MH,( vили I1O~L!AIH4 v или HO~L!AIH4 v или HO~(23)(23)AcSH. LtAIH. ,RCH=CH2 -b RCII2CH2SAc —> RCH2CH2SH444 или HO44AcSH. LtAIH. ,RCH=CH2 -b RCII2CH2SAc —> RCH2CH2SH444 или HO44Na, NHtrso2r so2 RMgX Na, NHtrso2r so2 RMgX RSOJIRSOJILlAlH.,>LlAlH.,>RSHRSH(24)(24)SO2C12 >SO2C12 >Mo(CO)8 >Mo(CO)8 >LIAIH4или другой восстановительLIAIH4или другой восстановитель> RSH> RSH(25)(25)RSO2C1RSO2C1SO3HSO3HRSSRRSSRPCI5 >PCI5 >SO2C1SO2C1красный фосфорI2, AcOHкрасный фосфорI2, AcOH(26)(26)
RLi
RLi
(SCN)2
(SCN)2
X/SCN
X/SCN
L!MH,( v
или I1O~
L!MH,( v
или I1O~
L!AIH4 v или HO~
L!AIH4 v или HO~
(23)
(23)
AcSH. LtAIH. ,
RCH=CH2 -b RCII2CH2SAc —> RCH2CH2SH
444 или HO44
AcSH. LtAIH. ,
RCH=CH2 -b RCII2CH2SAc —> RCH2CH2SH
444 или HO44
Na, NHt
rso2r
so2 RMgX
Na, NHt
rso2r
so2 RMgX
RSOJI
RSOJI
LlAlH.,
>
LlAlH.,
>
RSH
RSH
(24)
(24)
SO2C12 >
SO2C12 >
Mo(CO)8 >
Mo(CO)8 >
LIAIH4
или другой восстановитель
LIAIH4
или другой восстановитель
> RSH
> RSH
(25)
(25)
RSO2C1
RSO2C1
SO3H
SO3H
RSSR
RSSR
PCI5 >
PCI5 >
SO2C1
SO2C1
красный фосфор
I2, AcOH
красный фосфор
I2, AcOH
(26)
(26)
Восстановление кислородсодержащих кислот серы и их производных является альтернативным непрямым путем превращения углеводородов в тиолы (уравнения 24, 25, [36], 26 [37]).
Синтез тиолов из тионов
По аналогии с получением спиртов из карбонильных соединений можно представить довольно очевидный и прямой путь получения тиолов, однако его осуществление требует применения несколько необычных реагентов (уравнение 27). Немногие тпоны и тиоальдегиды легко доступны. По отношению к металлоргани- ческим соединениям эти вещества ведут себя так, как если бы поляризация тиокарбонильной группы была существенно меньше и была противоположна по знаку поляризации карбонильной Руппы. Действительно, в этих реакциях могут образовываться
любые пли Даже все возможные продукты присоединения, а так же продукт восстановления (уравнение 28) [37а].Так'
а-Толуолтиол PhCH2SH с избытком H-BuLi образует диапион, который равным образом можно рассматривать как дианион тиобензальдегида PhC_H—S-, из которого могут быть получены при реакции с электрофилами соединения типа PhCH(CO2H)SH и сульфиды [38]. Было показано, что ди-трет-бутилтион образует различные затрудненные тиолы при обработке реагентами, показанными па схеме 29 [39].
I. H-BuLiI. H-BuLiNaCNNaCN> r2c=s 2. Н2ОCF3SO3H> r2c=s 2. Н2ОCF3SO3HPhLlPhLl(29)(29)(30)(30)
I. H-BuLi
I. H-BuLi
NaCN
NaCN
> r2c=s
2. Н2ОCF3SO3H
> r2c=s
2. Н2ОCF3SO3H
PhLl
PhLl
(29)
(29)
(30)
(30)
Фотоперегруппировка тиона (2) дает изомерный тиол (уравнение 30) [40].
Синтез ароматических тиолов
Многие из методов, описанных в предыдущих разделах, пригодны для синтеза тиофенолов, однако могут быть использованы и некоторые другие реакции, в частности реакция арилирования Солями диазоипя (табл. 11.1.2).
Хорошо разработанным методом превращения фенолов в тио фенолы является перегруппировка Ньюмена — Кворта (схема известен еще ряд сходных методов осуществления этого превра щен и я.
Таблица 11,1,2, Синтез ароматических тиолоо а
Исходное вещество |Реагент| Промежуточный продукт | „ромежуточ^юго^ро^ I Продукт реакции
ArN? X"
ROCSS' K+
ArSCSOR
Щелочной гидролиз
ArSH
ArN? X'
Na2S 4* Sg
ArSxAr
Zn, AcOH
ArSH
ArN: X"
h2ncsnh2
S Ar
Кипячение, NaOFI (водн.)
ArSH
H2NC=NH2 X"
ArN? X"
Cu(SCN)2
ArSCN
NaBH4 нли LiAlH4
ArSH
nh2csnh2
SAr
1 + h2nc=nh2
Кипячение, NaOH (води.)
hs/^^-oh
Cl
SH
Ck к ,C1
Cl\ X /С1
H2S, c5h5n
—
1
Cl/^'/\Cl
CN
CN
PhNH2
S2C12
N
H20, НО", далее HSO+
e-H2NCsH4SH
С I /S
PhOH
S2C12
(n-HOC6H4S-)2
Восстановление
n-HOC6H4SH
ArCl
Na2S + S8
ArSSAr
Восстановление
ArSH
nh2
(SCN)2 нлн C1SCN
NH2
н2о, но-
NH2
^J^CO2H
kJ
^x^/COzH
1
SCN
SH
о» а ,,7
<ОИсчерпывающий обзор дан в работе 1341- °
См. сс. [34в[.
CICSNRj
О
> Ar>y—NR2
> Ar NR2
. XS"OH
ArOH
CICSCI
A
> Ar^^C—OAr
О
Ar ^C—OAr
XS
H2o
"^^ArSH
l.CS2,KOH2.RXl.CS2,KOH2.RXH2o~OHH2o~OH(32)(32)
l.CS2,KOH
2.RX
l.CS2,KOH
2.RX
H2o
~OH
H2o
~OH
(32)
(32)
/§\А1С13(1экв)Rx
>Ar^.C—SR>Ar XC—SR
/cs,xgZ
ArSMe —> ArSCl3 —> ArSH
Поскольку арилметилсульфиды могут деметилироваться путем хлорирования и метанолиза [42] (уравнение 32) или при восстановлении (Na, NH3), то в число методов синтеза тиофенолов можно также включить реакцию метантиолята меди с арилгало-
генидами.
Синтез гетероароматических тиолов
В общем случае гетероциклы, которые ведут себя подобно активированным бензолам, могут быть превращены в тиолы с помощью реакций замещения, описанных в предыдущих разделах. Так, индол и пиррол легко реагируют с тиомочевиной. Описано много примеров синтеза гетероциклических систем, особенно азагетероциклов, являющихся производными тиолов. В качестве примеров приведены уравнения 33—38 [43—48], в которые включены также характерные перегруппировки аминотиофенов и их азааналогов (уравнение 37) [47].
CO2Et
EtO2C
NCH2Ph
11.1.2.6. Прочие методы синтеза тиолов
В большинстве примеров образования тиолов путем расщепле» ния сульфидов реакция осуществляется с алкенил-, алкинил- и бен- зилсульфидами; обсуждение этих методов включено в разд. 11.2.1, в котором рассмотрены также [2,3]-сигматропные перегруппировки аллилсульфидов, дающие ненасыщенные тиолы. В некоторых случаях расщепление насыщенных сульфидов протекает в очень жестких условиях и этот метод не может служить реальным путем синтеза тиолов. Примером подобной реакции может служить превращение метионина в кипящей 50 %-ной водной H2SO4 в смесь гомоцистеина, MeSH, Me2S и MeSSMe [21]. Эта реакция, по-види- мому, протекает через образование S-метилсульфониевой соли. В большинстве примеров, в которых осуществляется необычайно легкое расщепление связи С—S насыщенного сульфида, при более внимательном рассмотрении можно обнаружить наличие дополнительных особенностей структуры, делающих эту связь лабильной; например, наличие а-гетероатома делает структуру похожей на ацеталь (как в случае пенициллина). Этот класс насыщенных сульфидов рассмотрен в разд. 11.4.1.
СН3
1 ,CHPh основание।
PhCH2SCH'2Ph > I jj SH(39)
Перегруппировка Соммле дибензилсульфида в присутствии основания дает диарилметантиолы (уравнение 39) [49].
РЕАКЦИИ ТИОЛОВ
Ббльшая часть реакций тиолов относится к типу нуклеофильного присоединения и нуклеофильного замещения. Однако тиолы склонны и к образованию тиильных радикалов за счет гомолиза
s- н-связи; no этому типу протекает группа очень важных реак цип включая такие процессы, как образование продуктов оКИс' тения (дисульфидов, кислородсодержащих кислот серы и их про взводных). Взаимопревращения различных содержащих севу функциональных групп, наглядно показывающие ключевую роль тиолов как исходных веществ для получения других органических соединении серы, представленьями схеме 40. Эта схема является чисто иллюстративной, и в ней не приведено никаких характеристик тех или иных реакций производных тиолов, поскольку Они будут рассмотрены в следующих разделах. Следует также отметить, что многие из стадий превращений, осуществляемых за счет реакций окисления, могут быть заменены гидролитическими методами [50].
КХалкилгалогенидилисульфонатКХалкилгалогенидилисульфонатРН аренРН аренРОНспирт или фенолРОНспирт или фенолPOOR альдегид или кетонPOOR альдегид или кетонRCSR тионRCSR тионсульфониевая сольсульфониевая сольRSSR дисульфидRSSR дисульфидRCH=CHRалкенRCH=CHRалкенRSX сульфенилгалогенидRSX сульфенилгалогенидRSH Ь PSOH тиолсульфеновая‘нотаRSH Ь PSOH тиолсульфеновая‘нотаPSR .фД RSOR 3—>- RSO2Rсульфид*сульф- сульфоноксид"PSR .фД RSOR 3—>- RSO2Rсульфид*сульф- сульфоноксид"RSO,H сульфиновая кислотаRSO,H сульфиновая кислотаУ RSO3H сульфоновая кислотаУ RSO3H сульфоновая кислотаГетероциклыГетероциклыPSOSR У PSO2SRтиолсульфинат тиолсульфоватPSOSR У PSO2SRтиолсульфинат тиолсульфоватRSO2SO2Rа - сульфонилсульфонRSO2SO2Rа - сульфонилсульфон
КХалкилгалогенидилисульфонат
КХалкилгалогенидилисульфонат
РН арен
РН арен
РОН
спирт или фенол
РОН
спирт или фенол
POOR альдегид или кетон
POOR альдегид или кетон
RCSR тион
RCSR тион
сульфониевая соль
сульфониевая соль
RSSR дисульфид
RSSR дисульфид
RCH=CHR
алкен
RCH=CHR
алкен
RSX сульфенилгалогенид
RSX сульфенилгалогенид
RSH Ь PSOH тиолсульфеновая
‘нота
RSH Ь PSOH тиолсульфеновая
‘нота
PSR .фД RSOR 3—>- RSO2Rсульфид*сульф- сульфон
оксид"
PSR .фД RSOR 3—>- RSO2Rсульфид*сульф- сульфон
оксид"
RSO,H сульфиновая кислота
RSO,H сульфиновая кислота
У RSO3H сульфоновая кислота
У RSO3H сульфоновая кислота
Гетероциклы
Гетероциклы
PSOSR У PSO2SRтиолсульфинат тиолсульфоват
PSOSR У PSO2SRтиолсульфинат тиолсульфоват
RSO2SO2Rа - сульфонилсульфон
RSO2SO2Rа - сульфонилсульфон
ПЛ.3.1. Нуклеофильные реакции тиолови тиолят-анионов
Тиолам свойственны все характерные реакции нуклеофильнь частиц, включая замещение по насыщенному атому углерод , присоединение к электронодефицитным алкенам и алкинам, Ра крытие цикла в оксиранах и ацилирование. Высокая нуклеофю ность тиолов в сочетании с относительно низкой осноВноСТь1яиИе металлических ^солей делает возможным широкое использов этих соединений как реагентов в органическом синтезе.
Некоторые из описанных выше реакций тиолятов также ^ водят к различным классам органических соединений сер , п Лее , подробно получение сульфидов из тиолов опис РаЗД. 1 1 ,3.2.
ние^^л6 РеакЦии, как S-ацилирование или S-нитрофенилир котопмрП°ЛЬЗуЮт Аля получения кристаллических прои 10В.
Р во многих случаях удобны для характеристики *
(42)(42)(43)(43)
(42)
(42)
(43)
(43)
Раскрытие цикла в оксиранах под действием тиолов происходит в различных условиях и приводит к р-гидроксиалкилсульфи- дам. Соответствующие реакции рассмотрены в разд. 11.4.5.
Простым примером использования тиофенолята натрия PhSNa (который является более слабым основанием, но более сильным нуклеофилом, чем NaOEt или PhONa) является реакция расщепления сложного эфира (уравнение 41).
25 °C, 3 мин
PhCOCH2OCOPh + PhSNa ——► PhCOCH2SPh + PhCO2Na (41)
Тиоляты металлов используют как наиболее подходящие реагенты для расщепления арилметиловых простых эфиров (уравнение 42) [51]. Этот метод особенно пригоден для лабильных эфиров, а также для деалкилирования четвертичных аммониевых солей, например производного (±)-лауданозина (уравнение 43) [52]; следует отметить, что деметилирование метоксигрупп требует более высоких температур).
ДМФ
ArOMe + EtSNa ► ArOH + EtSMe
Строгая специфичность реагента продемонстрирована па примере деметилирования 7-метилгуанозина (3) с помощью трет-BuSLi (уравнение 44); в этом случае реакция протекает с количественным выходом в ГМФТА при 70 °C (но совсем не происходит в растворе ДМФ). Другие N-метилированные нуклеозиды тРНК не расщепляются таким способом [53]. Для расщепления пространственно затрудненных метиловых эфиров предложено использовать н-PrSLi в ГМФТА.
В то время как в ряду азагетероциклов О-метильные производные типа —N—С(ОМе)= деметилируются с помощью PhSH, соответствующие S-метильные аналоги, например 2-метилтно-1-ме-
тилбензимидазол, устойчивы по отношению к этому реагенту [54]. Однако в ряде случаев реакция может осуществляться по альтернативному пути (уравнение 45) [55]. Другим примером является превращение 9-(2-л-цимил)-2-метоксиантраценкарбальдегида в 2- этилтиоаналог [55] (простые О-метоксибензальдегиды деметилируются при действии EtSNa).
MeSMeSMeMe^MeSSMe +^MeSSMe +(45)(45)
MeS
MeS
Me
Me
^MeSSMe +
^MeSSMe +
(45)
(45)
В реакциях, в которых тиолы выступают в качестве восстановителей, они превращаются при этом в дисульфиды. Восстановление (пропин-2-ил) галогенидов (уравнения 46 и 47) [57, 58], как предполагают, включает стадию образования тиирений-кати- она (см. разд. 11.5.3.2). Восстановление облегчается при использовании более основных тиолят-ионов, особенно если повысить их концентрацию. Тиофенолят натрия, являющийся предпочтительным реагентом для превращения аллильных сульфоксидов в сульфенаты [59], при этом не изменяется.
IC=CCH2I+PhCH2S"+PhCH2SH —> CH=CCH2I+r+PhCH2SSCH2Ph (46)
Me
СН=С—С—CO2Et + RS Na —>
Hal
SRSRCH=C—C—CO2Et + CH2=C=CCH=C—C—CO2Et + CH2=C=CMeMe/Me ^COsEt/Me ^COsEt+ CH2=C—CHCO2Et+ CH2=C—CHCO2EtMeMe(47)(47)Реакции нуклеофильного замещения, характерные для органических соединений серы, приведены на схемах 48, 49; некоторыеРеакции нуклеофильного замещения, характерные для органических соединений серы, приведены на схемах 48, 49; некоторыеиз них напоминают лероду.RSSCOC1RSSO.; Na+RSCNиз них напоминают лероду.RSSCOC1RSSO.; Na+RSCNсоответствующие реакции замещения по уг-соответствующие реакции замещения по уг-C1SCOC1C1SCOC1чКа2ЗзОв Ч2-нитро-5- тноцнано- Ч бензойнаячКа2ЗзОв Ч2-нитро-5- тноцнано- Ч бензойнаякислотакислота—RSH——RSH—SO2C19 -—>r'so2sr* или уR*SBrSC1; >SO2C19 -—>r'so2sr* или уR*SBrSC1; >RSC1RSSR*RSSC1RSC1RSSR*RSSC1(48)(48)R*SSR*R*SSR*
SR
SR
CH=C—C—CO2Et + CH2=C=C
CH=C—C—CO2Et + CH2=C=C
Me
Me
/Me ^COsEt
/Me ^COsEt
+ CH2=C—CHCO2Et
+ CH2=C—CHCO2Et
Me
Me
(47)
(47)
Реакции нуклеофильного замещения, характерные для органических соединений серы, приведены на схемах 48, 49; некоторые
Реакции нуклеофильного замещения, характерные для органических соединений серы, приведены на схемах 48, 49; некоторые
из них напоминают лероду.
RSSCOC1
RSSO.; Na+
RSCN
из них напоминают лероду.
RSSCOC1
RSSO.; Na+
RSCN
соответствующие реакции замещения по уг-
соответствующие реакции замещения по уг-
C1SCOC1
C1SCOC1
ч
Ка2ЗзОв Ч
2-нитро-5- тноцнано- Ч бензойная
ч
Ка2ЗзОв Ч
2-нитро-5- тноцнано- Ч бензойная
кислота
кислота
—RSH—
—RSH—
SO2C19 -—>
r'so2sr* или у
R*SBr
SC1; >
SO2C19 -—>
r'so2sr* или у
R*SBr
SC1; >
RSC1
RSSR*
RSSC1
RSC1
RSSR*
RSSC1
(48)
(48)
R*SSR*
R*SSR*
RSSR + RSSR1 + R*SH
SC12S2CI2
ArSSSAr -< (ArS)2Pb► ArSSSSAr(49)
Реакции тиолов с алкенами в отсутствие оснований обычно протекают по свободнорадикальному механизму. В результате этого процесса образуются анти-марковниковские аддукты (уравнение 50 [60]). По свободнорадикальному механизму осуществляются также реакции тиильных радикалов с винилоксиранами, приводящие к гомолизу С—С-связи оксирана.
ООR2SH + СН2=СН—НСCRR1R2SH + СН2=СН—НСCRR1R = H; R'=Ph>R = H;R1 =СН=СН2>R = H; R'=Ph>R = H;R1 =СН=СН2>R2SCH2CH=CHOCHRR'R2SCH2CH—CHOCH==CHMeR2SCH2CH=CHOCHRR'R2SCH2CH—CHOCH==CHMe
О
О
R2SH + СН2=СН—НСCRR1
R2SH + СН2=СН—НСCRR1
R = H; R'=Ph>
R = H;
R1 =СН=СН2>
R = H; R'=Ph>
R = H;
R1 =СН=СН2>
R2SCH2CH=CHOCHRR'
R2SCH2CH—CHOCH==CHMe
R2SCH2CH=CHOCHRR'
R2SCH2CH—CHOCH==CHMe
(50)
СОСОRSH +RSH +(51)(51)Примерами простого нуклеофильного присоединения к непредельным соединениям являются реакции, приведенные ниже (уравнения 51—54).
СО
СО
RSH +
RSH +
(51)
(51)
RSRSSR
III
RS' + R'C^CR1 —> R*C=CHR1 —> R'CH—CHR1(52)
R1 = CO2H
RSH + CH2=C=O —> RSCOCH3(53)
SR.
I r’sh
RSH + EtO2CN=NCO2Et —> EtO2CNHNCO2Et > RS SR1 (54)
Присоединение к малеинимидам используют для модификации тиольных ферментов при изучении взаимосвязи их структуры с функцией. Так, N- (флуорантенил-3) малеинимид, флуоресцирующий агент со средним временем жизни (примерно 20 нс), связывается с белком, реагируя с его SH-группами, что позволяет определить число и реакционную способность таких групп в белках.
Замещение SH-группы на МН2-группу в азагетероцикли- ческих соединениях, содержащих фрагмент —C(SH)=N—, может быть осуществлено с помощью ацетата формамидина H2NCH=NH2 "ОАс. При реакции цистеина с хлором в этаноле при —20 °C в течение нескольких дней образуется гидрохлорид этилового эфира р-хлораланина.
Реакции с участием тиильных радикалов
Тиильные радикалы легко образуются из тиолов (см. разд. П.1.1), например при облучении светом при 253,7 нм. Фотовосстановление тиолов в присутствии триэтилфосфита протекает по радикально-цепному механизму и приводит с хорошим выходом
к соответствующему углеводороду и триэтилтионофосфату (урав пение 55). Десульфуризация соединений серы(II) соединениями фосфора(III) находит применение в синтезе, но не в случае тиолов. Десульфуризацию тиолов удобнее проводить с помощью никеля Ренея; эта реакция, по-видимому, протекает через радикальные интермедиаты. Необычная реакция окислительной десульфуризации 1,2,4-триазолтиола-З (уравнение 56), по-видимому протекает через тиильный радикальный интермедиат. ’
C8HI7SH+ (EtO)3P CsH18 + (EtO)3P=S
NNNHNH—SH + HNO3 + HNO2 (следы)—SH + HNO3 + HNO2 (следы)NHNH(56)(56)
N
N
NH
NH
—SH + HNO3 + HNO2 (следы)
—SH + HNO3 + HNO2 (следы)
NH
NH
(56)
(56)
Фотоприсоединение тиолов к двойной связи углерод—углерод дает продукты, стереохимия которых зависит от структуры алкена. Так, например, норборнен дает э/сзо-^ыс-аддукт (уравнение 57).
(57)(57)
(57)
(57)
При использовании смеси тиола и азабис(изобутиронитрила) ^пс-транс-изомеризация алкенов протекает по механизму «включения — выключения», в котором эффективными агентами являются тиильпые радикалы. Этот процесс продемонстрирован на примере экзотермического превращения {Z,E,E) -циклододекатри- ена-1,5,9 в соответствующий (Е,Е,Е) -изомер в присутствии 1 экв тиогликолевой кислоты (схема 58) [62]. '
(58)(58)
(58)
(58)
В этом случае другие методы изомеризации не дали положительного результата. Причина успеха метода с использованием тиола заключается в необычайной склонности тиильных радикалов к преимущественной реакции с (Z)-алкеновой группировкой. Для превращения олеиновой кислоты в (£)-октадецен-9-овую кислоту наиболее эффективным из изученных тиолов оказался мер- каптоэтапол [63].
Окисление тиолов
Окисление тиолов системой TiIH — Н2О2 или солями Ce!V приводит к последовательному возникновению тиильных, сульфинильных и сульфонильных радикалов [64], из которых и образуются конечные продукты реакции. По-видимому, в большинстве других методов промежуточно образуются те же частицы (см. схему 40) [50]. С наибольшей легкостью тиолы окисляются до дисульфидов. В качестве реагентов может быть использован широкий набор реагентов, в том числе кислород (особенно для щелочных растворов тиолов), иод, о-иодозобензойная кислота, алифатические сульфоксиды, водный раствор тетраацетата свинца с последующей обработкой Ss в бензоле, активированный МпО2, пероксид водорода и N2O4. При окислении тетранитрометаном помимо дисульфида образуется также сульфиновая кислота.
В биологических системах включение серы в метаболизм про- +_
исходит начиная с окисления цистеина H3NCH(CH2SH)CO2 в суль- финовую кислоту с помощью системы НАДФ-Н— Fe2+—О2. Образующаяся при этом аланин-3-сульфиновая кислота превращается далее в Р-сульфинилпируват, сульфит-ион и, наконец, в сульфат- ион. Разработанный лабораторный метод прямого превращения тиола RSH в сульфиновую кислоту RSO2H основан на использовании /(-хлорпербензойной кислоты в СН2С12 при —30°C (обычные окислители, например, азотная кислота, как правило превращают тиолы в сульфокислоты). Эфиры сульфиновой кислоты (сульфинаты) RSOOMe образуются при окислении тиолов тететраацетатом свинца в присутствии спирта, а сульфонилгалогенпды RSO2X могут быть получены окислением тиолов галогенами в водной среде.
RR‘CHCH2SH —► RR‘C=CH2(59)
RCH=CH2 + AcSH -^> RCH2CH2SAc —> RCH2CH2SO3H (60)
Конечным итогом окисления N-ацетилцистенна с помощью Ag2CO3 является окислительное элиминирование (уравнение 59). Тиоэфиры, получаемые из алкенов, могут быть окислены с помощью Н2О2 в АсОН до сульфокислот; эта реакция может использоваться как метод получения алифатических сульфокислот из алкенов (уравнение 60).
Защита SH-группы
Повышенная реакционная способность тиольной группы в условиях радикальных и ионных реакций обусловливает необходимость защиты этой группы в тех случаях, когда осуществляются Превращения других функциональных групп в полифуикцнональ- ной молекуле. Подобная ситуация обычна для пептидного синтеза с участием цистеина. Применяемые для производных цистеина методы, основанные на образовании ацеталей или тноацеталей и
Таблица 11.1.3. Методы защиты &И-группы (RSH->RSR‘)
Реагент
Защищенный тиол
Метод снятия защиты
Литература
CH2=C(CO2Et)2
Q—C1
RSCH2CH(CO2Et)2
—sR
KOH (элиминирование) Кислота (водн.)
64а]
646]
О
PhCH2SCH2Cl
0
.SR o° RSCH2SCH2Ph
Кислота (водн.)
Hg(OAc)2 (водн.)
64в]
[64г]
Ph3CCl
RSCPh3
AgNO3 + пиридин в МеОН
[64д]
PhCH2Cl
RSCH2Ph
Na, NH3
[64е]
Ph2CHCl
C13CCH2OCOC1 n-MeOC6H4CH2OCOCl n-O2NC6H4CH2Cl
y-ClCH2—C5H4N
RSCHPh2
RSCOOCH2CC13
RSCOOCH2C6H4OMe-n
RSCH2C6H4NO2-n
y-RSCH2—c5h4n
НВг в АсОН[6
или СР3СО2Н Электролиз
МеОН
Н2, затем Hg SO4 и H2SO4
Электролиз
4 д, ж]
б4з 64и
64к
64л]
EtNCO
RSCONHEt
pH > 8
64м]
MeOCH2NCO MeCONHCH2OH
RSCONHCH2OMe
RSCH2NHCOMe
pH 7—9
Hgz+, pH 4
64н J 64о]
на использовании других легко обратимых реакций алкилирования, приведены в табл. 11.1.3. Во многих обычных реакциях эффективной защитой для тиольной группы может служить ацилирование, но эту реакцию трудно сделать обратимой в достаточно мягких условиях. Недавно широкое распространение для защиты тиолов получило использование карбаматов.
Аналитические аспекты химии тиолов
Установление строения продемонстрировано на примере 2,3-ди- метилбутантио л а-2 [65], идентифицированного в промышленном додекантиоле как примесь, ответственная за «кошачий» запах этого продукта. Данные ИК-спектров (полосы при 1141 и 1155 см-1, а также, по-видимому, полосы валентных колебаний С—S в области 600—700 см-1) и данные масс-спектров (отчетливый пик молекулярного иона и пики с т/е 41, 43 и 69, а также характеристичный пик М—H2S с mje 84) оказались полезными при выборе между возможными изомерами; предположенная структура была подтверждена синтезом.
Характеристика тиолов в виде S-нитрофенильных производных и их очистка через соли Hg, образуемые при действии HgCh, освещены в монографии Челленджера [21]. Некоторые производные могут быть использованы при изучении дисперсии оптическо-
г пояшения и циркулярного дихроизма оптически активных ти- Го ^Стандартные качественные реакции включают появле- ^Глиолетовой окраски при реакции с водным нитропруссидом и катализ тиолами (или тиопами) реакции NaN3 с 1„ протекаю- с бурным выделением азота.
Для проявления тиолов в ТСХ предложено использовать бис- (4-диметиламинофепил) карбинол [67], а также и другие ре- ™ язи с проблемами установления структуры тиолов, входящих в состав белков, активно изучались методы определения тиолов. Применяемые при этом методы можно проиллюстрировать на примере установления строения соединения C4H8O2S2, выделяемого из спаржи [68]. Это соединение легко образует дисульфид; было показано, что в восстановленной форме оно содержит две тиольные группы (методом титрования п-хлорфенилртутьбен- зоатом ClC6H4HgOCOPh в присутствии нитропруссида как внешнего индикатора (уравнение 61). При конденсации этого вещества с формальдегидом получена 1,3-дитиан-5-карбоновая кислота, что позволило установить его структуру как (HSCH2)2CHCO2H.
ClC6H4HgOCOPh 4- RSH —► ClC6H4HgSR + PhCO2H (61)
RS" + ArSSAr —> RSSAr + ArS"(62)
Широко используются также спектрофотометрические методы, основанные на образовании дисульфида при реакции с диарилдисульфидом с последующим количественным определением аниона ArS~. Так, например, подобным образом используется 5,5-ди- тиобис(2-ннтробензойная кислота), образующая соответствующий анион с Амакс 412 нм, е 13 600; реагентами того же типа являются 2,2'-дипиридилдисульфид и б^'-дитиодиникотиновая кислота (см. уравнение 62).
Использование реагентов, содержащих флуоресцирующие группировки (флуорантенил- и кумаринилмалеинимиды), позволяет количественно определять тиольные группы в белках методом спек- трофлуоресцентного анализа [61] (подробнее см. [69]).
Все эти методики использовались для оценки реакционной способности SH-групп в разных структурах. Это особенно важно при исследовании белков в тех случаях, когда изменение рК групп рассматривают как функцию структуры ближайшего окружения. Эти изменения в действительности могут быть очень пАп^ГТеЛЬНжМИ’ так’ СКОРОСТИ алкилирования SH-групп в тиолсо- держащих ферментах могут различаться на пять порядков.
ЛИТЕРАТУРА
.ТЬ^ Group’, ed. S. Patai, Wiley, New York, 1974.
New York, 1976. ° ’ *" Organ,c chemistry of Sulphur’, ed. S. Oae, Plenum,
H. Yanagawa, Т. Kato, and У. Kitahara, Tetrahedron Letters, 1973, 2137.
H Duddeck and IE. Dietrich, Tetrahedron Letters, 1975, 2925.
/. J. Delpuech and D. Nicole, J. C. S. Perkin II, 1974, 1025.
. J. A. Pappas, Chem. Phys.. 1976, 12, 397.
M R. Crampton, J. Chem. Soc. (B), 1968, 1208.
С. A. Bunton, S. K. Huang, and С. II. Paik, Tetrahedron Letters, 1976, 1445
M. E. Peach, в co. 1, p. 723.
A. Roedig and G. Zaby, Tetrahedron Letters, 1977, 1771.
Y. Ogata and A. Kawasaki, J. C. S. Perkin II, 1975, 134; см. также: G.E. Lien- hard and W. P. Jencks, J. Amer. Chem. Soc., 1966, 88, 3982.
M. Friedman, J. F. Cavins, and J. S. Wall, J. Amer. Chem. Soc., 1965 87 3672.’’
C A. Grob, B. Schmitz, A. Sutter, and A. H. Weber, Tetrahedron Letters, 1975 3551.
K. Geiss, B. Seuring, R. Pieter, and D. Seebach, Angew. Chem. Internal. Edn 1974, 13, 479.
Y. Minoura and S. Tsuboi, J. Org. Chem., 1972. 37, 2064; see also Ref. 38.
S. Ito and G. Prota, J. C. S. Chem. Comm., 1977, 251.
7. F. Bunnett and X. Creary, J. Org. Chem., 1974, 39, 3173; ibid., 1975, 40, 3740.
A. Virtranen, Angew. Chem. Internal. Edn., 1962, 1, 299.
A. L. Fluhart у, в cc. 1, p. 589.
Af. Friedman, ‘The Chemistry and Biochemistry of the Sulphydryl Group in Amino-acids, Peptides, and Proteins’, Pergamon, Oxford, 1973.
F. Challenger, ‘Aspects of the Organic Chemistry of Sulphur’, Butterworths, London, 1959.
G. Lowe, Tetrahedron, 1976, 32, 291.
D. M. E. Reuben and T. C. Bruice, J. C. S. Chem. Comm., 1974, 113.
Cm. cc. 1, p. 637; см. также: L. E. Anderson and M. Avron, Plant Physiol., 1976, 57, 209.
N. Sabadie-Pialoux, S. Abou-Khalil, and D. C. Gautheron, J. Microsc. Biol. Cell, 1976, 28, 19.
M. E. Sharpe, B. A. Law, and B. A. Phillips, J. Gen. Microbiol., 1976, 94, 430.
A. Kjaer, M. Sponholtz, К. O. Abraham. Af. L. Shankaranarayana, R. Raghavan, and С. P. Natarajan, Acta Chem. Scand., 1976. B30, 137.
H. Zinner, Chem. Ber., 1953, 86, 825.
R. Crossley and A. C. W. Curran, J. C. S. Perkin I, 1974, 2327.
A. R. Procter and R. H. Wiekenkamp, Carbohydrate Res., 1969, 10, 459.
Brit. Pat. 917921 (Chem. Abs.. 1963, 58, 13795).
L-R. Brindle and J.-L. Liard, Canad. J. Chern., 1975, 53, 1480.
W. E. Parham and H. Wynberg, Org. Synth. Coll. Vol. 4, 1963, 295.
J. L. Wardell, в cc. 1, p. 163.
34a. H. Kofod, Org. Synth. Coll. Vol. 4, 1963, 491.
346. G. C. Barrett and С. M. O. A. Marlins, J. C S. Chem. Comm., 1972, 638.
34b. 7. Daneke, U. Jahnke B. Pankow, and H.-W. Wanzlick, Tetrahedron Letters, 1970, 1271.
E. Beretta, Af. Cinquini, S. Colonna, and R. Fornasier, Synthesis, 1974, 42o.
H. Alper, Angew. Chem. Internal. Edn., 1969, 8, 677.
F. Voegtle, R. G. Lichtenthaler, and M. Zuber, Chem. Ber., 1973, 106, 719. 37a.7. Masson, P. Metzner, and J. Vialle, Tetrahedron. 1977, 33, 3089.
D. Seebach and K.-H. Geiss, Angew. Chem., 1974 86,_202; see also Ref. 15.
A. Ohno, K. Nakamura, and S. Oka. Chem. Letters, 197o, „83; A. Ohno, K. kamura, M. Uohama, S. Oka, T. Yamabe, and S. Nagata, Bull. Chem. Soc. Japan, 1975, 48, 3718.
A. Couture, M. Hoshino, and P. de Mayo, J. C. S. Chem. Comm., 197b.
Al. S. Newman and F. IE. Hetzel, Org. Synth., 1971, 51 139.
41a. T. Kawata, K. Harano, and T. Taguchi, Chem. Pharm. Bull. (Japan), 197 ,>
7. Al. Lavanish, Tetrahedron Letters, 1973, 3847.
601.
Г г Barrett A R. Khokhar, and J. R. Chapman, Chem. Comm., 1969, 818.
43. 9"n roHina’and M Porter Tetrahedron Letters, 1975, 3089.
Van Allanand В D-Deacon, Org. Synth Coll. Vol. 4, 1963, 569.
T 1". V. Wbricht, T. Okuda, and С. C. Price, Org. Synth. Coll. Vol. 4, 1963,
44.
45.
46.
47.
48.
49.
^6'л Middleton, V. A. Engelhardt, and В. S. Fischer. J. Amer. Chem. Soc., Olsen^and H R. Snyder, J. Org. Chem., 1965, 30, 184.
C Я Hauser, S. IF. Kantor, and W. R. Brasen, J. Amer. Chem. Soc., 1953, 75,
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63
64.
л Canozzi and G. Modena, в cc. 1, p. 785.
В Koutek and K. Setinek, Coll. Czech. Chem. Comm., 1968, 33, 866.
M Shamma, N. C. Deno, and J. F. Remar, Tetrahedron Letters, 1966, 1375.
S Af Hecht and J. IF. Kozarich, J. C. S. Chem Comm., 1973, 387.
p Dembech, A. Ricci, G. Seconi, and P. Vivarelli, J. Chem. Soc. (B), 1971, 2299.
M. Begtrup, Acta Chem. Scand., 1971, 25, 3500.
Af. Iwata and S. Emeto, Bull. Chem. Soc. Japan, 1974, 47, 2907.
F Kai and S. Seki, Meiji Seika Kenku Nempo, 1968, no. 10, 32 (Chem. Abs., 1970, 72, 31696).
Al. Verny, Bull. chim. France, 1970, 1942.
P A Grieco, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 702; D. J. Abbott and C. J. Al. Stirling, J. Chem. Soc. (C), 1969, 818.
E. L. Stogryn and M. H. Gianni, Tetrahedron Letters, 1970, 3025.
У Капаоко, T. Takahashi, M. Machida, К. Yamamoto, and T. Sekine, Chem. Pharm. Bull. (Japan), 1976, 24, 1417.
E. IF. Duck and J. M. Locke, Chem. and Ind. (London), 1965, 507.
IF. G. Niehaus, Bio-org. Chem., 1974, 3, 302
В. C. Gilbert, H. A. H. Laue, R. О. C. Norman, and R. C. Sealy, J. C. S. Perkin II, 1975, 892.
64a. T. Wieland and A. Sieber, Annalen, 1969, 722, 222.
646. C. G. Kruse, N. L. J. M. Broekhof, and A. van der Gen, Tetrahedron Letters, 1976, 1725.
64b. IF. E. Parham and D. M. De Laitsch, J. Amer. Chem. Soc., 1954, 76, 4962.
64r. R. Gamble, R. Purkayastha, and G. T. Young, J. Chem. Soc. (C), 1968, 1219.
64д. L. Zerras and 1, Photaki, J. Amer. Chem. Soc., 1962, 84, 3887.
64e. R. H. Si^erd and V. du Vigneaud, J. Biol. Chem., 1935, 108, 753.
64ж. 7. Photaki, J. Taylor-Papadimitriou, C. Sakarellos, P. Mazatakis, and L. Zervas, J. Chem. Soc. (C), 1970, 2683
64з. M. F. Semmelhack and G. E. Heinsohn, J. Amer. Chem. Soc., 1972 94, 5139
64и./. Photaki, J. Chem. Soc. (C), 1970, 2687.
64к. Al. D. Bachi and К. I. Ross-Petersen j. Org. Chem., 1972, 37, 3550; J. C. S.
Chem. Comm., 1974, 12.
Gosden, D' Stevenson, and G. T. Young, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 1123.
Мм. Marbach and J. Rudinger, Helv. Chim Acta, 1974, 57, 403.
n" Trscl}®sche and H. Jering, Angew. Chem. Internal Edn., 1973, 12, 756.
° и'д '^' ^dkowski, R. G. Denkewalter, and R. Hirschmann, Tetra
hedron Letters, 1968, 3057.
IL Maarse and M. C. Ten Noever de Brauw, Chem. and Ind (London), 1974,
65.
66.
67.
68.
69.
C Toniolo and A. Fontana, in Ref. 1, p 355
M. S. Rohrbach, B. A. Humphries, F. J.
p 9:,HtskelL and j- H- Harrison, Analyt. вюслет., iy/c
RldSe, and H. N. Rydon, J. Chromalog., 1976. 118, 240 cc. 21, p. 45.b
The^emSCompounds of Sulphur, Selenium, and Tellurium’,
Vol 3,p L ^97°’ V°L b P’ 491 1973, V°L 2’ P" 1; 1975’
Vast, W.
Biochem
G. Rhodes, S. Boatman,
1973, 52, 127;
R. J. Burt,
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТИОЛЫ
ДЖ. К. БАРРЕТ (Oxford Polytechnic)
В настоящей главе продолжено рассмотрение общей химии тиолов с включением данных, относящихся к получению и реакциям соединений, содержащих помимо SH-группы еще одну или несколько функциональных групп. Особое внимание уделено влиянию соседней функциональной группы на свойства меркаптогруппы, а также использованию полифункциональных тиолов в синтезе
НЕНАСЫЩЕННЫЕ ТИОЛЫ
Наибольший интерес среди этих соединений представляют ен- тиолы—С=С—SH, алкен-2-тиолы (аллилтиолы) —С—С—CRR'SH и алкин-1-тиолы —С^С—SH. -
Методы получения ненасыщенных тиолов
R—Сч /С—ORR—Сч /С—OR(1)(1)Простейшие ентиолы могут быть получены реакцией кетонов с H2S и НС1 при —55 °C [1] с последующим термолизом образующихся 1,1-дитиолов при температуре выше комнатной. Основным продуктом при этом является тион, но ентиол в ряде случаев удается отделить, от него с помощью ГЖХ. Эфиры р-тиоксо- карбоновых кислот, образующиеся из p-оксоэфиров с помощью упомянутой выше реакции, очевидно, менее стабильны, чем их ентиольные таутомеры (уравнение 1). Это относится и к другим Р-тиоксокарбонильным соединениям и их тиокарбонильным и имидным аналогам (в ряде случаев эти соединения, например 3-меркаптопропендитиоаты и соответствующие амидины, настолько устойчивы, что их удается выделить).
R—Сч /С—OR
R—Сч /С—OR
(1)
(1)
S
II
RCCHCO2R2
I
R1
Ентиол является одним из продуктов, которые могут быть получены путем присоединения металлорганического соединения к тиону (см. разд. 11.1.2.3 и 11.3.2.5). Однако расщепление мнил- сульфидов литием в жидком аммиаке представляет собой более удобный путь синтеза ентиолов (уравнение 2), прежде всего потому, что исходные вещества легко доступны (см. разд. И- • /> а также в силу того, что условия проведения реакции исключаю возможность таутомеризации или тримеризации в тритпаны I
ПрисутствиеПрисутствиетриэтиламина (следы) вызывает полимеризацию.
Присутствие
Присутствие
1. u, nh3R\/R2
(2)(2))с=с(;—►;с=с/
(2)
(2)
R*/ \SR« 2>нRi/\SH
Необычным ентиолом является З-меркапто-4-фенилциклобутен- дион-1,2, получаемый непосредственно из соответствующего винилхлорида (уравнение 3). Кислотность этого тиола выше, чем кислотность аналогичного кислородсодержащего продукта, рК которого равен 0,37 ± 0,04 и для его выделения из пиридиниевой соли требуется концентрированная серная кислота. Ентиолы образуются также при расщеплении некоторых гетероциклических соединений (см. табл. 11.2.1 и уравнение 4 [2а]).
Алкен-2-тиолы могут быть получены стандартными методами, описанными в разд. 11.1.2, а также методом, приведенным на Таблица 11.2.1. Синтез ентиолов расщеплением гетероциклов
Исходное вещество
Реагент
Продукт реакции
Литература
Na’ NHaR^/NHCOMe[26]
s=Cs
Na+
Na2S, ДМСОS[2b]
HSCH=CH(^CH=CHSH
По cn
PhMgBrCN(2r)
/x^C=CNH2
PhCH2NM
RsAJ e
S X-
H2°> "°HCH2Ph(2Д)
ОСН—N—C=CHSH Me
води. NaOHводи. NaOHсхеме 5 [3] .На схеме 5 показана также реакция стяни перь обычной для химии аллилалкилсульфидов ~ [о м Я Те' тропная перегруппировка подобных соединений котоо^ ’СНГМа' ствляется после их превращения в карбанионы и’ поивопит °Суще' группированным тиолятам [3].д к ПеРе-
води. NaOH
води. NaOH
Ме IМе Iаллил-*бромидаллил-*бромид
Ме I
Ме I
аллил-*
бромид
аллил-*
бромид
Расщепление циклического аллилсульфида может привести (в зависимости от размера цикла) к непредельному тиолу. Образование у,о-непредельного тиола из шестичленного цикла показано на примере синтеза ювенильного гормона личинки бабочки вида Cecropia (см. схему 7 в разд. 11.4.4). Необычная реакция, ведущая к алкен-2-тиолам (уравнение 6), по-видимому, протекает через промежуточное образование 3-цианотиетана [4]. Присоединение аллильного реагента Гриньяра к алифатическим тионамдает у,б-непредельные тиолы (схема 7) [5].
SSMeN/ХAv MeN| +CH2=CHCN —>MeN/ХAv MeN| +CH2=CHCN —>° NMeR.° NMeR.SS—CN—CNc=sc=s0 NMeR4CH=CR3CHR2MgBr ^0 NMeR4CH=CR3CHR2MgBr ^ООCHR2CHR2Et2OEt2OR1Z I SHR1Z I SHR CHR2^CR3R CHR2^CR3R R2CHf ^CR3R R2CHf ^CR3SSCHR4CHR4—CHR4—CHR4NCNCMeNMeNNMeNMeААCHR4 RxCHR4 RxCHR2CHR2R1S—CHR4R1S—CHR4(6)(6)(7)(7)
S
S
MeN/ХAv MeN
| +CH2=CHCN —>
MeN/ХAv MeN
| +CH2=CHCN —>
° NMe
R.
° NMe
R.
S
S
—CN
—CN
c=s
c=s
0 NMeR4CH=CR3CHR2MgBr ^
0 NMeR4CH=CR3CHR2MgBr ^
О
О
CHR2
CHR2
Et2O
Et2O
R1Z I SH
R1Z I SH
R CHR2
^CR3
R CHR2
^CR3
R R2CHf ^CR3
R R2CHf ^CR3
S
S
CHR4
CHR4
—CHR4
—CHR4
NC
NC
MeN
MeN
NMe
NMe
А
А
CHR4 Rx
CHR4 Rx
CHR2
CHR2
R1S—CHR4
R1S—CHR4
(6)
(6)
(7)
(7)
Реакции ненасыщенных тиолов
Ненасыщенные тиолы способны вступать во многие реакции, характерные для простых тиолов, однако при этом можно отметить ряд интересных особенностей.
Алкилирование ентиолов алкилбромидами дает винилсульфи- ды; аналогичным образом алкилируются алкен-2-тиолы и другие
ные тиолы. Однако дианион пропен-2-тиола при алкили- непредельм^ ^^ ^ ВОЗМОЖных продукта С-алкилирования, ^ов^Нобработка проводится двумя эквивалентами электрофила /ялкшбромид, альдегид или кетон), как показано на схеме 8 61 Получающиеся вннилсульфиды могут далее превращаться че- я-аткилтиосульфиды в альдегиды, и таким образом с помощью пропен-2-тиола может быть осуществлено превращение RX в RCH2CH2CHO.
2Li+
".6-Непредельные тиолы легко циклизуются в замещенные тиоланы при нагревании в бензоле или ксилоле (см. схему 7) [5], в то время как соответствующие спирты либо дегидратируются с образованием дненов, либо подвергаются реакции 1,5-ги- дридного сдвига. Это превращение является одним из лучших примеров, показывающих влияние прочности связи на направление реакции. Циклизация включает стадию радикального разрыва связи S—Н. В случае тиолов это возможно из-за меньшей прочности связи S—Н по сравнению со связью О—Н; при температурах, при которых можно было бы ожидать протекания гомолиза связи О—Н, преобладающими становятся другие процессы.
S
RCsCSH+R^NH ч-> [RC=C—S" «-► RC=C=S] —> RCH2CNR2 (9) NR?
RCsCSR' + RjNH —> RC=CHSR'(10)
Резонансная стабилизация типа RC = C—S~-«->RC=C=S, которая кажется возможной для алкин-1-тиолятов, по-видимому, и является причиной того, что при их взаимодействии со вторичными аминами образуются тиоамиды (уравнение 9) [7]. В случае сульфидов связь С—S не расщепляется (уравнение 10), а вторичный амин присоединяется по тройной связи.
ГИДРОКСИАЛКАНТИОЛЫ
Наиболее часто встречающимися представителями этого клас- ПОлиФункциональных тиолов являются 2-гидроксиалкантиолы; саны также сернистые аналоги моносахаридов, в которых
ацетальные или неацетальные атомы кислорода ззмат серу. В настоящем разделе рассматриваются простейптЫ На гидроксиалкантиолов; в обзоре, посвященном б-тиогн^, ТИПы озиду [8а] и 1,3,4,6-тетратио.О-идиту [86] приведен ^ список литературы по соединениям этого типа.пробный
Методы получения гидроксиалкантиолов
и 13 соотве-и 13 соотве-Раскрытие оксиранового цикла действием H2S приводит к образованию 2-гидроксиалкантиолов. Это наиболее удобный путь синтеза таких соединений; его модификации показаны на схеме И. Меркаптометилирование кетонов [9] и реакции альдегидов с дианином а-толуолтиола [10] показаны на схеме 12
и 13 соотве-
и 13 соотве-
тственно.
I. H2S или (H2N)2CS 2. ГидролизI. H2S или (H2N)2CS 2. Гидролиз№ВН25з >№ВН25з >i. LiNEt22. RR1 C=NR2i. LiNEt22. RR1 C=NR2(12)(12)1. 9 н. H2SO42. LiAiH41. 9 н. H2SO42. LiAiH4PhCH2SHPhCH2SHNHR21XC—CH2SHR1/ZNHR21XC—CH2SHR1/ZH-BuLl> PhCHSH-BuLl> PhCHSPhCHOPhCHOSH OHPhCH-^HPhSH OHPhCH-^HPhПолучение 1-гидроксиалкантиолов взаимодействием карбонильного соединения возможно лишь тогда, когдаПолучение 1-гидроксиалкантиолов взаимодействием карбонильного соединения возможно лишь тогда, когда(13)H2S и исходные(13)H2S и исходные
I. H2S или (H2N)2CS 2. Гидролиз
I. H2S или (H2N)2CS 2. Гидролиз
№ВН25з >
№ВН25з >
i. LiNEt2
2. RR1 C=NR2
i. LiNEt2
2. RR1 C=NR2
(12)
(12)
1. 9 н. H2SO4
2. LiAiH4
1. 9 н. H2SO4
2. LiAiH4
PhCH2SH
PhCH2SH
NHR2
1
XC—CH2SH
R1/Z
NHR2
1
XC—CH2SH
R1/Z
H-BuLl
> PhCHS
H-BuLl
> PhCHS
PhCHO
PhCHO
SH OHPhCH-^HPh
SH OHPhCH-^HPh
Получение 1-гидроксиалкантиолов взаимодействием карбонильного соединения возможно лишь тогда, когда
Получение 1-гидроксиалкантиолов взаимодействием карбонильного соединения возможно лишь тогда, когда
(13)
H2S и исходные
(13)
H2S и исходные
карбонильные соединения могут давать устойчивые 1,1-диолы /как, например, в случае хлораля, гексафторацетона и аналогичных соединении). Даже в тех случаях, когда сходство между кислородным соединением и его сернистым аналогом кажется совершенно полным,1-гидроксиалкантиолы отличаются четко выпаженной тенденцией к образованию симметричных бис(1-гидрок- сиалкил) сульфидов, если в среде не содержится избытка H2S.
Реакции гидроксиалкантиолов
Процессом, обратным образованию 2-гидроксиалкантиолов из алкенов через оксираны (см. схему 11), является превращение 2-гидроксиалкаптиолов в 1,3-оксатиоланы, которые под действием оснований расщепляются в алкены. Поскольку стереохимия образующегося при этом алкена обратна стереохимии исходного алкена, то в целом эта последовательность превращений является методом цис-транс- и транс-цис-инверсии [И]; например, (Z,Z)- циклооктадиен-1,3 таким образом превращается в (7,£)-изомер [11]. Отметим, что это превращение невозможно для 1,3-диоксо- ланов, получаемых из 1,2-диолов, поскольку фрагментация 1,3-диоксоланов протекает с трудом.
2-Гидроксиалкантиолы полимеризуются в кислых средах с образованием полиэтиленсульфидов через стадию образования ти- иранов [12].
Тиобензоплирование меркаптогруппы тиоглицеринов HOCH2CH(SH)CH2OH или НОСН2СН (ОН) CH2SH может быть проведено без затрагивания ОН-групп действием метилдитиобензоата. Эту реакцию удается провести благодаря существенно большей нуклеофильности SH-группы [13].
ГАЛОГЕНАЛКАНТИОЛЫ
Присоединение сульфенилгалогенидов к алкенам дает 2-гало- геналкилсульфиды, что делает эти соединения легко доступными. Однако соответствующие тиолы нельзя получить путем аналогичной реакции с дихлорсульфаном, поскольку при этом образуются симметричные сульфиды. Тем не менее возможен непрямой путь получения этих соединений реакцией S2C12 с алкенами с образованием ди (2-хлоралкил) дисульфидов, которые далее могут быть восстановлены в 2-хлоралкантиолы.
Синтез 3-хлорбутантиолов достаточно прост [14]. Эти соединения представляют интерес в связи с проблемой изучения влияния соседних групп на ход реакций образования алкенов. В разд. 11.1.1.1 показана структура переходного состояния (1), предположенная для реакций подобного типа.
ДИТИОЛЫ
Дитиолы разных типов, особенно 1,1- и 1,2-дитиолы, находят Довольно широкое применение в синтезе.
Методы получения дитиолов
При попытках превратить кетоны в тионы действием H2S в присутствии кислот при —60 °C часто образуются 1,1-дитиолы [15]. Целенаправленный синтез 1,1-дитиолов этим путем может быть облегчен, если ввести в реакционную смесь реакционноспособный амин (например, морфолин); в этих случаях можно получить удовлетворительные выходы 1,1-дитиолов при комнатной температуре. Вероятным интермедиатом в этом превращении является соответствующий енамин (уравнение 14). В упомянутом выше (см. разд. 11.2.2.1) способе получения (H2S + НС1 в спиртовом растворе) интермедиатом является 1-алкоксиалкантиол. Катализируемая кислотой реакция H2S с р-оксоэфирами дает хорошие выходы 1,1-дитиолов вследствие дальнейшего присоединения H2S к образующемуся р-тиоксоэфиру [15].
О
6
4' HS^^SH
Раскрытие циклов азиридинов под действием HS- (уравнение 15) и тииранов под действием NaBH2Ss приводит к образованию с хорошими выходами 1,2-дитиолов через стадию промежуточного образования соответствующих дисульфидов, которые далее восстанавливаются LiAlH4 [16].
Синтез £-(+)-бутандитиола-2,3 (схема 16) иллюстрирует многостадийное превращение гликолей в 1,2-дитиолы с использованием реакций строго определенной стереохимической направленности [17].
MeMeМеМе ^е
- II'IИ г
НО—С—н TsQ TsO-C-H "SCNvН-С—SCN HI C-C—H
H-C—OHH-C-OTs NCS-C-H Р(кРасн') 4G/S
MeMeMeО
Me Me " Me| |
L1AIH4 H-C-SH RCOR1 “ /\ Ренея _,АЛ
4 Iу A V> RCH9R1 или RCOR1 (16)
HS—С—H
Me
логов [17а]логов [17а]
логов [17а]
логов [17а]
реакция, которая по суммарному итогу внешне напоминает гидроксилирование алкенов до 1,2-диолов, в ряду сернистых ана- осуществляется совершенно иным путем (уравнение 17) причем этот метод не всегда может быть применен.
Дитполы встречаются в биологических системах. Представителями этих соединений являются дигидролнпоевая кислота и аспарагузовая кислота (см. разд. 11.1.1.2). Они могут быть получены обычными методами из 1,3-дигалогенидов и исходных веществ, рассмотренных в общих методах синтеза тиолов (см. разд. 11.1.2.1).
Реакции дитиолов
С использованием дитиолов могут быть осуществлены реакции гетероциклизации, приводящие к дитиациклоалканам и их азааналогам. Эти реакции включают образование из альдегидов и кетонов 1,3-дитиолаиов («этилентиокеталей») и 1,3-дитианов (схемы 16, 18, $9)—интермедиатов, которые широко используются в синтезе (см. разд. 11.4.1). 1,3-Дптиагетероциклнческие соединения могут быть получены исходя из 1,1-дитиолов (уравнение 19) [18], однако этот путь редко применяется в синтезе 1,3-дитиациклоалканов.
S
HS(CH2)nSH + O=C(—>(СН2)„(18)
Rx zSH.NHCIWI RxS—СН2
,С + S=C—►С N(19)
R'/Vr./ \ _Z2
Для дитиолов возможна также альтернативная схема циклизации, ведущая к циклическим дисульфидам, и она легко осуществляется с 1,3-дитиолами. Ранее уже отмечалось (см. разд. 11.1.1.2) возможное участие реакций окисления — восстановления дитиолов в связи с функциями дигидролипоевой кислоты в биологически важных процессах. Лабораторный метод синтеза циклических дисульфидов, приводящий к 1,2-дитиациклопеитанам, оо^а3аИ На пРимеРе Дигидроаспарагузовой кислоты (уравнение 40). В других простых методах получения циклических дисульфидов^ возможно образование полимерных побочных продуктов, но этой реакции можно избежать путем промежуточного получения
. как эт0 осуществлено в необычном методе Ц9], посолен, какчи-
ном в уравнении
°S—сн2
HS—СН2||I ^
^СНСО2Н 4- Me— s—Me > | ZCHCO2H (2ZS—СН2
hs—сн2
$8\сн>)„ —>ХСНг)^ РЬ- беи30л* |/№)п(21)$8\сн>)„ —>ХСНг)^ РЬ- беи30л* |/№)п(21)hs/'s/shs/'s/s
$8
\сн>)„ —>ХСНг)^ РЬ- беи30л* |/№)п(21)
$8
\сн>)„ —>ХСНг)^ РЬ- беи30л* |/№)п(21)
hs/'s/s
hs/'s/s
Дитиолы образуют с триалкилфосфитом а-алкилтиофосфо- наты путем миграции алкильной группы в промежуточном цвиттер-ионе (уравнение 22) [20].
ТИОЛЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ДРУГИЕФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ
Помимо полифункциональных тиолов, рассмотренных в предыдущих разделах, известен еще ряд соединений этого типа, которые легко доступны и используются в синтезе, особенно в области гетероциклических соединений.
Методы получения функционализированных
тиолов
непредельный
Сероводород очень легко присоединяется к НЬ1й «коша- кетонам с образованием 3-оксоалкантиолов. н ции в случае чий» запах, характерный для продукта этой р ^^ реакш1Я окиси мезитила, проявляется очень быстро, да комнатной те^ проводится в разбавленном водном растворе при „лОя<ено ис пературе (уравнение 23). Эту особенность ^ еДельные кетеш пользовать как тест на алифатические а,р-не р #<Ь1ТЬ полУче [21]. Однако препаративные выходы могут_ ни в пр^У^ лишь при нагревании в течение длительного вр твеТствУ ви ZnCl2 и (или) НС1 в качестве катализатор ^^ с бен^и щее соединение образуется при реакции НгЬ являются денацетоном, но при этом основными продукта ^^ ральные и азотсодержащие сульфиды (уравнение
PhCII=CUCOMe
SH
Нг Я
NHg
За счет [2,3] -сигматроппой перегруппировки аллил-а'-алкил- сульфипплалкилсульфндов (уравнение 25) могут быть получены а-сульфинилалкантполяты, которые могут далее превращаться в вппилсульфиды [22]. 1,2-Анионпые перегруппировки приводят к другим а-функцноналнзироваииым алкаптиолам (уравнения 26, 27). Перегруппировки подобного типа рассмотрены в работе [23].
S’S’LIN(Pr-U3O)2 IRCH2S—CSNMc2 ——T——* RCH—CSNMe2ГМФТАLIN(Pr-U3O)2 IRCH2S—CSNMc2 ——T——* RCH—CSNMe2ГМФТА(27)(27)
S’
S’
LIN(Pr-U3O)2 I
RCH2S—CSNMc2 ——T——* RCH—CSNMe2
ГМФТА
LIN(Pr-U3O)2 I
RCH2S—CSNMc2 ——T——* RCH—CSNMe2
ГМФТА
(27)
(27)
1-Алкоксиалкантиолы являются интермедиатами при превращении кетонов в 1,1-дптиолы действием H2S и спирта, насыщенного НС], при низких температурах (см. разд. 11.2.4) [1].2-Алк- оксиалкаитиолы образуются из тииранов и алкоксидов металлов.
Раскрытие кольца азиридинов действием H2S и раскрытие цикла тииранов аминами в присутствии соли серебра (I) дает 2-амиио- и 2-алкиламипоалкантиолы (однако см. также уравнение 15) [24]. Подробное исследование, поставленное с целью разработки удовлетворительного пути получения 1-амино-2-метилпро- пантиола-2 [25], позволило выяснить ряд сомнительных моментов прежних методик проведения этой реакции и рассмотреть весь комплекс практических проблем, связанных с получением амино- алкантиолов. Основания Шиффа могут быть превращены в 2- аминоалкантиолы по реакции меркаптометилирования с помощью
Зак. 49?
дизамещенного а-метилсульфинилалкилметплгиш.* пример, схему 12). уЛЬФиДа (см, ^
Толуол-а-тиол может карбоксплироваться чепеч ’ Э' зовання соответствующего дианиона (уравнение 28)СТаДи1° обРа ным образом вступать во взаимодействие с nnvru/ И aiIa^orL' ламп [10]. Другими ЭлектРофи‘
(28)(28)PhCH2SH —> PhCHS" —> PhCH(SH)CO2H
(28)
(28)
П.2.5.2. Реакции функционализированных тиолов
методе синтеза(Уравнение 29)методе синтеза(Уравнение 29)Тиобензпловая кислота используется в новом пространственно затрудненных 1,1-Дифенилалкенов 126].
методе синтеза(Уравнение 29)
методе синтеза(Уравнение 29)
ооRCRRCR(Et2N)3P>(Et2N)3P>(29)(29)TsOH или BF3TsOH или BF3(EtO)3CH у конц. H2SO4(EtO)3CH у конц. H2SO4(30)(30)
о
о
RCR
RCR
(Et2N)3P
>
(Et2N)3P
>
(29)
(29)
TsOH или BF3
TsOH или BF3
(EtO)3CH у конц. H2SO4
(EtO)3CH у конц. H2SO4
(30)
(30)
Полифункциональные тиолы используют в синтезе гетероаро- мэтических соединений (уравнение 30; типичный пример) [27]. Более детально эти синтезы рассмотрены в томе 9 настоящего издания.
ЛИТЕРАТУРА
R. Paquer and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1969, 3595.L. Brandsma, Rec. Trav. chim., 1970, 89 593.t Afters 1969, 3381.2a. S. КикоЦа, R. D. G. Cooper, and R. B. Morin, Tetrahedron Lei ,g^ 8g0 26.S. НоП, A. P. Blok, and B. Zwanenburg, Rec. Trav. chim., a • 466_ 2b./. G. Dingwall, D. H. Reid, and J. D. Symon, Chem. Comm.2r. R. Heckendorn and A. R. Gagneux, Tetrahedron Letters, 2д. У. Gelernt and P. Sykes, J. C. S. Perkin I, 1974, 2610.W. Kreiser and H: Warziger, Tetrahedron Letters, 197b. 1•^ 3229.J. L. Fourrey, P. Jounin, and J. Moron. Tetrahedron Let e ,M. Dagonneau and J. Vialle, Tetrahedron, 1974, 30, 415. Chern. Inter K.-H. Geiss, B. Searing, R. Pieter, and D. Seebach, Ange».Edn„ 1974, 13, 479.Khim- lg7L ti201-M. L. Petrov, B. S. Kanin, and A. A. Petrov, Zhur. о g- ^gy^ 7^[M. Л. Петров, Б. С. Кунин, А. А. Петров—^. у n’eringeo8a. D. Tritnnell, E. I. Stout, IF. M. Doane, C. R. Russell, v.4(and G. van Gessel, J. Org. Chem., 1975 40, 1337.„ chem.,86. G. E. McCasland, A. B. Zanlungo, and L. J. Durham, J.1125.R. Paquer and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1969, 3595.L. Brandsma, Rec. Trav. chim., 1970, 89 593.t Afters 1969, 3381.2a. S. КикоЦа, R. D. G. Cooper, and R. B. Morin, Tetrahedron Lei ,g^ 8g0 26.S. НоП, A. P. Blok, and B. Zwanenburg, Rec. Trav. chim., a • 466_ 2b./. G. Dingwall, D. H. Reid, and J. D. Symon, Chem. Comm.2r. R. Heckendorn and A. R. Gagneux, Tetrahedron Letters, 2д. У. Gelernt and P. Sykes, J. C. S. Perkin I, 1974, 2610.W. Kreiser and H: Warziger, Tetrahedron Letters, 197b. 1•^ 3229.J. L. Fourrey, P. Jounin, and J. Moron. Tetrahedron Let e ,M. Dagonneau and J. Vialle, Tetrahedron, 1974, 30, 415. Chern. Inter K.-H. Geiss, B. Searing, R. Pieter, and D. Seebach, Ange».Edn„ 1974, 13, 479.Khim- lg7L ti201-M. L. Petrov, B. S. Kanin, and A. A. Petrov, Zhur. о g- ^gy^ 7^[M. Л. Петров, Б. С. Кунин, А. А. Петров—^. у n’eringeo8a. D. Tritnnell, E. I. Stout, IF. M. Doane, C. R. Russell, v.4(and G. van Gessel, J. Org. Chem., 1975 40, 1337.„ chem.,86. G. E. McCasland, A. B. Zanlungo, and L. J. Durham, J.1125.5.6.7.5.6.7.9.10.9.10.11111212■ D- Seebach^suchihashi, Synthesis, 1976, 202.M. Jones, P TemnJpChem > 1974> 86> 202' a433.‘ mPle> E. J. Thomas, and G. H. Whitham, J. C. S. Perlon■ D- Seebach^suchihashi, Synthesis, 1976, 202.M. Jones, P TemnJpChem > 1974> 86> 202' a433.‘ mPle> E. J. Thomas, and G. H. Whitham, J. C. S. Perlon1, 191V1, 191V4' °" В- Sloan- J- Chem. Soc. (С), 1969, 1252.4' °" В- Sloan- J- Chem. Soc. (С), 1969, 1252.
R. Paquer and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1969, 3595.
L. Brandsma, Rec. Trav. chim., 1970, 89 593.t Afters 1969, 3381.
2a. S. КикоЦа, R. D. G. Cooper, and R. B. Morin, Tetrahedron Lei ,g^ 8g0 26.S. НоП, A. P. Blok, and B. Zwanenburg, Rec. Trav. chim., a • 466_ 2b./. G. Dingwall, D. H. Reid, and J. D. Symon, Chem. Comm.
2r. R. Heckendorn and A. R. Gagneux, Tetrahedron Letters, 2д. У. Gelernt and P. Sykes, J. C. S. Perkin I, 1974, 2610.
W. Kreiser and H: Warziger, Tetrahedron Letters, 197b. 1•^ 3229.
J. L. Fourrey, P. Jounin, and J. Moron. Tetrahedron Let e ,
M. Dagonneau and J. Vialle, Tetrahedron, 1974, 30, 415. Chern. Inter K.-H. Geiss, B. Searing, R. Pieter, and D. Seebach, Ange».
Edn„ 1974, 13, 479.Khim- lg7L ti201-
M. L. Petrov, B. S. Kanin, and A. A. Petrov, Zhur. о g- ^gy^ 7^
[M. Л. Петров, Б. С. Кунин, А. А. Петров—^. у n’eringeo
8a. D. Tritnnell, E. I. Stout, IF. M. Doane, C. R. Russell, v.4(
and G. van Gessel, J. Org. Chem., 1975 40, 1337.„ chem.,
86. G. E. McCasland, A. B. Zanlungo, and L. J. Durham, J.
1125.
R. Paquer and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1969, 3595.
L. Brandsma, Rec. Trav. chim., 1970, 89 593.t Afters 1969, 3381.
2a. S. КикоЦа, R. D. G. Cooper, and R. B. Morin, Tetrahedron Lei ,g^ 8g0 26.S. НоП, A. P. Blok, and B. Zwanenburg, Rec. Trav. chim., a • 466_ 2b./. G. Dingwall, D. H. Reid, and J. D. Symon, Chem. Comm.
2r. R. Heckendorn and A. R. Gagneux, Tetrahedron Letters, 2д. У. Gelernt and P. Sykes, J. C. S. Perkin I, 1974, 2610.
W. Kreiser and H: Warziger, Tetrahedron Letters, 197b. 1•^ 3229.
J. L. Fourrey, P. Jounin, and J. Moron. Tetrahedron Let e ,
M. Dagonneau and J. Vialle, Tetrahedron, 1974, 30, 415. Chern. Inter K.-H. Geiss, B. Searing, R. Pieter, and D. Seebach, Ange».
Edn„ 1974, 13, 479.Khim- lg7L ti201-
M. L. Petrov, B. S. Kanin, and A. A. Petrov, Zhur. о g- ^gy^ 7^
[M. Л. Петров, Б. С. Кунин, А. А. Петров—^. у n’eringeo
8a. D. Tritnnell, E. I. Stout, IF. M. Doane, C. R. Russell, v.4(
and G. van Gessel, J. Org. Chem., 1975 40, 1337.„ chem.,
86. G. E. McCasland, A. B. Zanlungo, and L. J. Durham, J.
1125.
5.
6.
7.
5.
6.
7.
9.
10.
9.
10.
11
11
12
12
■ D- Seebach^suchihashi, Synthesis, 1976, 202.
M. Jones, P TemnJpChem > 1974> 86> 202' a
433.‘ mPle> E. J. Thomas, and G. H. Whitham, J. C. S. Perlon
■ D- Seebach^suchihashi, Synthesis, 1976, 202.
M. Jones, P TemnJpChem > 1974> 86> 202' a
433.‘ mPle> E. J. Thomas, and G. H. Whitham, J. C. S. Perlon
1, 191V
1, 191V
4' °" В- Sloan- J- Chem. Soc. (С), 1969, 1252.
4' °" В- Sloan- J- Chem. Soc. (С), 1969, 1252.
® fl№. ^№«№н: Ш^Л. „у,,
15.15.. 1 Fabian and R. Mayer, Chem. Ber., 1962, 95, 1764.
15.
15.
д " M Lalancette and M. Laliberte, Tetrahedron Letters, 1973, 1401.
F fcoreu andR В Mitra, J. Amer. Chem. Soc., 1962, 84, 2938.
7a T C Shields and A. N. Kurtz: J. Amei-. Chem. Soc., 1969, 91, 5415.
18.19.20.21.22.23.24.25.2б.27.18.19.20.21.22.23.24.25.2б.27.C Giordano and A. Belli, Synthesis, 1977, 193
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
2б.
27.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
2б.
27.
p и Craw and A F Weston, Tetrahedron Letters, 1973, 655.
z' YoshMa8 T. Kawase, and S. Yoneda, Tetrahedron Letters., 1975, 235.
T I P Pearce, J. M. Peacock, F. Aylward, and D. R. Hatsman, Chem. and C^Hwnh^and S. Iulia, Compt. rend., 1975, 280C, 1231.
f. Hayashi and H. Baba, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 1608.
R Luhowu and F. Meneghini, J. Org. Chem., 1973, 38, 240o.
j L. Corbin and D. E. Work, J. Org. Chem., 1976, 41, 489.
D H R Barton and B. J. Willis, Chem. Comm., 1970, 1225.
G L Jenkins A M. Knevel, and C. S. Davis, J. Org. Chem., 1961, 26, 274.
11.3. СУЛЬФИДЫ
ДЖ. К. БАРРЕТ (Oxford Polytechnic)
Сульфиды являются стабильными веществами и легко могут быть получены с помощью общих методов, аналогичных методам получения простых эфиров. Однако в ряду органических соединений серы гораздо более доступны производные, содержащие серу в более высоком валентном состоянии, и поэтому возможно получение сульфидов из производных формально четырех- и шестиковалентной серы. Подобные подходы к синтезу простых эфиров в принципе невозможны. Поведение сульфидов часто напоминает поведение простых эфиров, однако между ними имеются и заметные различия. Так, например, а-сульфеннлкарбанионы
—СН—SR, илиды —СП—SR2 и сульфониевые соли R3S Y более устойчивы, чем их кислородные аналоги. Подобные свойства соединений серы, а также легкость превращения сульфидной группы в другие функциональные группы явились основой для разработки многих путей использования органических соединений серы в синтезе.
Существуют различные системы номенклатуры для сульфидов, однако чаще всего используется именно это название, а не тиаалканы, тиоэфиры или сульфаны.
СВОЙСТВА СУЛЬФИДОВ
Длина связи С—S составляет ~180 пм для насыщенных алифатических сульфидов и ~175 пм для диарилсульфидов. Валентный угол связи С—S—С очень сильно зависит от природы сосед-
'х атомов и групп (табл. 11.3.1) [1]. Замена группировки СНг атом серы в алициклическом ряду вызывает некоторое
в*
искажение структуры, так как связь С—S длин.
С—С, в то время как валентный угол С—S—С м^’ Чем свяч С—С—С. Однако многие конформационные свойе^ЬШе’ Чем Угол подобны свойствам соответствующих углеводородов 3 СульФидов
1
Таблица 11.3.1. Валентные углы в сульфидах и родственных со д
X
R
Rl
6, град
s
н
H
92,2
s
Me
н
96,5
s
Me
Me
98,9
s
CF3
CF3
105,6
s
Me
C(SMe)3
118,5
О
Me
Me
111,5
Если гетероатомы в молекуле сближены, то возникают некоторые особые эффекты (например, аош-эффект), благодаря которым, а также в результате изменений в длинах связей и валентных углах, обнаруживается ряд различий между конформациями 1,3-дитианов и циклогексанов. 1,3-Дитианы принимают конформацию скрученной ванны (теист) легче, чем соответствующие О- или С-аиалоги, поскольку в большем по размеру цикле 1,3- дитиана уменьшены несвязанные взаимодействия, а торсионные барьеры для связи С—S снижены по сравнению с торсионными барьерами для связей С—О и С—С. Так, для 3,3,6,6-тетра- метил-1,2,4,5-тетратиана тццст-форма на 2,1’ —2,5 кДж/моль стабильнее, чем форма кресла. При равновесной изомеризации х-замещенных 1,3-дитианов под действием «-BuLi образуются в сновном изомеры с аксиальным расположением заместителя при . юдобное расположение заместителя невыгодно стерически, uuUO0H° Реализуется даже для 2-бутил-1,3-дитиана по той при- литию присуща тенденция занимать экваториальное (схема *) [2]. Вследствие указанной особенности во тиана ^2рРе°СПециФическое Дейтерирование 2,4,6-триметил-1,3"д оля»™ В ‘О’4-'0'7 раз более слабые основания, чем » ппогти«°НУ ’ “РимеРно таким же является различие в основ анион ипЭФИр°В И ™ксидов [3]. Генерировать в растворе Р рядом с РаДикал по какому-либо центру удается. легче, атом ™М цен^ром находится атом двухвалентной серы, _ ШеннойЭто явление иногда все еще объясняют я
Тнево0,^,^эт“х частиц за счет
1 евозможного для кислородных аналогов), хотя согласно «о? 164
(D(D
(D
(D
менным представлениям [4] оно обусловлено большей поляризуе- мостью атома серы. Предположение о том, что стабилизация а-радикала за счет обобществления электронов
PhS—СМе2 «-> Ph— S=CMe2
более эффективно осуществляется в случае сульфидов, чем для простых эфиров, находит подтверждение в том факте, что образование циклобутанов осуществляется легче из винилсульфидов, чем из виниловых эфиров (уравнение 2) [5]; однако этот стабилизирующий эффект не распространяется на р-радикалы.
SAr
ArSx с=СН2N<VArSx с=СН2N<VArSXe, /SAr^C—CH2—CH2—C(NC/XINArSXe, /SAr^C—CH2—CH2—C(NC/XINCN—CNCN—CN(2)(2)
ArSx с=СН2
N<V
ArSx с=СН2
N<V
ArSXe, /SAr
^C—CH2—CH2—C(
NC/XIN
ArSXe, /SAr
^C—CH2—CH2—C(
NC/XIN
CN
—CN
CN
—CN
(2)
(2)
SAr
Карбокатионы, содержащие двухвалентную серу рядом с положительным центром, менее стабильны, чем соответствующие кислородные аналоги. Стабилизация карбокатионов обусловлена Р.л—Рл-сопряжением [4], а поскольку эта стабилизация обратно пропорциональна расстоянию, разделяющему эти ядра, то алкоксикарбокатион —CR—О— будет стабилизирован в большей степени, чем алкилтиокарбокатион —CR—S [6]. Подобные обобщения полезны для качественных оценок, но при стабилизации ионных интермедиатов реакций более существенным может быть влияние растворителя.
Алкилтиогруппа является электронодонорной и оказывает активирующее, орто-, цара-ориентирующее влияние на связанное с ним ароматическое кольцо [7]. Однако тетракис(алкилтио)этилены (RS)2C=C(SR)2 значительно менее активны, чем алкены, обогащенные электронами, такие, как тетракис(алкокси)этилены или соответствующие аминопроизводные, которые в отличие от ернистых аналогов легко претерпевают реакцию циклоприсоеди-
нения с тстрацианэтилспом. Дальнейшим свидетельством что алкилтиогруппа подавляет электрофильную реакционно^' собность углерод-углеродной двойной связи является тот факт 6 В-дихлорвшшлсульфнды менее реакционноспособны, чем простм° виниловые эфиры [8].е
Сера в большей степени, чем кислород, способна стабилизип вать соседнюю двойную связь; хорошо известны перегруппировка алли псульфидов при нагревании [9] (уравнение 3).м
(3)(3)PhSCHRCR‘=CR2R3 —> PhSCR=CRlCHR2R3
(3)
(3)
компкомпАлифатические сульфиды являются очень активными «туши- телями» фотовозбужденных состояний; так, например, 1 моль h-Bu2S способен предотвратить фотовосстановление 23 моль бензо- фенона спиртами, по-видимому, вследствие образования
комп
комп
лекса [10]
Ph2C—О +S(Bu-h)2
и на обла-и на обла-Комплексообразование влияет как на физические, так химические свойства сульфидов. Алифатические сульфиды
и на обла-
и на обла-
me.ioq'me.ioq'дают более сильными акцепторными свойствами при образовании водородных связей, чем это обычно считалось [11]. По данным спектров ЯМР с использованием реагентов сдвига [12] сульфиды образуют лишь неустойчивые комплексы с Eu(fod)g. Макроциклические сульфиды являются гораздо более слабыми комплексо- образователями для ионов щелочных металлов, чем макроциклические эфиры (что, по-видимому, связано с большим размером и меньшей электроотрицательностью атома серы), однако их эффективность выше при комплексообразовании с ионами Ag+. Примером подобных комплексообразователей является 1,4,7,10,13,16- гексатиаоктадекан, образующий октаэдрические комплексы [М(ли- ганд) (пикрат)2] (1) [13] с ионами никеля "и кобальта. Были также изучены квадридентатные аналоги — комплексы никеля(II) L г
me.ioq'
me.ioq'
пПГР^НМеР практического использования комплексования у^- металла с участием серы(П) дан в уравнении 4,
юшем что благодаря наличию соседнего атома серы возможна реакция присоединения лнтийорганнчсского реагента к ненапряженной несопряжснной двойной углерод-углеродной связи [15].
(4)(4)
(4)
(4)
Примеры анхимерного содействия с участием атома серы(II) в качестве соседней группы относительно малочисленны, и поэтому нелегко сделать общие выводы о влиянии, которое может оказывать атом серы. Однако роль серы как основания Льюиса может быть четко показана па ряде примеров, средн которых отмстим сохранение конфигурации в суммарном процессе замещения NH2 на Вг в реакциях S-(пиридил-2) цистеинов [16] и стереохимический результат восстановления 2-алкилтиоциклогек- сенонов-3 (2) под действием NaBH4 (уравнение 5) [17]. Хрестоматийным примером являются повышенные скорости сольволиза (З-бромалкил)фспнлсульфндов [18]. Для родственного но механизму процесса Г2-элнмннпровання лара-замещенных (3-бромпро- пил)феннлсульфидов найденные значения р значительно выше, чем для аналогичной реакции кислородсодержащих соединений. В структуре переходного состояния (3) показано стабилизирующее участие серы за счет d-орбнталей [19]. Аналогичное объяснение привлекается при интерпретации того факта, что ацетолиз соединения (4) протекает примерно в 3-105 раз быстрее, чем в случае его эмдо-нзомера [20].
220 ^°9лле алкплсУльФиДЫ обнаруживают поглощение при 200,
П97а I21!’ а алкнларнлеульфиды в областях 205—230, стврипа0 И 27^—300 нм [22]. Положение полос поглощения суще- Длннновп^апСИТ 0Т прпродъ1 заместителей и растворителя, длинноволновое поглощение обычно является очень слабым н
даже не отмечается в ряде общих книг по органы
сколии, но оно хорошо проявляется в хиральНМТеСКой ^ектпп присущему им эффекту Коттона; так, например Д ЛльФиДах пропионовая кислота поглощает при 238 нм ' '"2"™илтИо)
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДОВ
Реакции алкилирования и арилирования
Именно эти реакции являются традиционными методами в синтезе как сульфидов (табл. 11.3.2), так и их кислородных ана- ппгов Реакции алкилгалогенидов с Na2S дают симметричные сильфиды с различными выходами (ср. использование Na2S и 83 пля получения тетрасульфидов, далее легко превращаемых в 1112 1). Более высокие выходы получают при исполь- зовании катализаторов фазового переноса [23].
Несимметричные сульфиды чаще всего получают алкилированием тиолов: а) присоединением тиолов к алкенам или алкинам и б) реакцией нуклеофильного замещения с участием алкил- и арилгалогенидов. Эти реакции были рассмотрены в гл. 1. , дополнительные типичные препаративные примеры приведены в табл 113 3 в которую включены также некоторые реакции арилирования обычными методами. Очень широко применяются та-
Таблица 11.3.2, Синтез сульфидов алкилированием и арилированием неорганических соединений серы __—_Исходное веществоРеагентПродукт реакцииЛитератураТаблица 11.3.2, Синтез сульфидов алкилированием и арилированием неорганических соединений серы __—_Исходное веществоРеагентПродукт реакцииЛитератураNa2SNa2SNa2SNa2S(HOCH2CH2)2S(HOCH2CH2)2S[23a] [235][23a] [235]НОСН2СН2С1С1(СН2)4С1НОСН2СН2С1С1(СН2)4С1S2C12, AlClgS2C12, AlClgS8 в кипящем EtOHS8 в кипящем EtOHи (или)^ис(пирролил-з) сульфиди (или)^ис(пирролил-з) сульфид[23в][23r][23Д, ei[23в][23r][23Д, ei
Таблица 11.3.2, Синтез сульфидов алкилированием и арилированием неорганических соединений серы __—_
Исходное вещество
Реагент
Продукт реакции
Литература
Таблица 11.3.2, Синтез сульфидов алкилированием и арилированием неорганических соединений серы __—_
Исходное вещество
Реагент
Продукт реакции
Литература
Na2S
Na2S
Na2S
Na2S
(HOCH2CH2)2S
(HOCH2CH2)2S
[23a] [235]
[23a] [235]
НОСН2СН2С1
С1(СН2)4С1
НОСН2СН2С1
С1(СН2)4С1
S2C12, AlClg
S2C12, AlClg
S8 в кипящем EtOH
S8 в кипящем EtOH
и (или)
^ис(пирролил-з) сульфид
и (или)
^ис(пирролил-з) сульфид
[23в]
[23r]
[23Д, ei
[23в]
[23r]
[23Д, ei
Таблица 11.3.3. Синтез сульфидов алкилированием и арилированием тиолов
Тиол или его производное
Реагент
Продукт реакции
Литература
RSH
/NR,5
RSR1
[24a]
R’OC .(11U°C)
^NR3
RSH
R'OCOOR1
RSR*
RSH
(R'O)SPO
RSR1
[24 b
EtSH
Ph В г + NaNH3
PhSEt
[24r
вГМФТА
MeSNa
F
F
[24д]
F
CFsSAg®
PhN,r X"
PhSCF3
[24e]
Me2NCH(OMe)2
[24ж]
(CF4S)2Cu
Phi
PhSCF?
[24з]
RSSiMes
1. R'CHO + A1C1S
RSCH,R‘
[24и]
2. LiAlH4, AICI3
RS" M+
R’X
RSR1
[24k]
RSH
R’ONa + PhsPNPhMe I"
RSR1
[24л]
3 Известно, что получение сульфидов через соли диазоння может протекать со взрывом
кие хорошо известные алкилирующие агенты, как метнлиодид и диметилсульфат, однако более новые методы синтеза сульфидов основаны на использовании менее обычных реагентов, например диалкилкарбонатов, фосфатов, спиртов в сочетании с аминофос- фониевой солью и карбодпимпдом (табл. 11.3.3).
Однако многие из этих методов еще недостаточно испытаны и не ясно, имеют ли они общий характер. Образование (пирро- лил-2)сульфидов, происходящее в результате реакции пиррола, тнола и 12— KI, по-впдимому, протекает через стадию сульфе- нилиодида [24].
В новом методе синтеза сульфидов [25] используется лабильность сульфонпйгалогеиндов в растворе. При этом из более доступных симметричных сульфидов получают несимметричные сульфиды (уравнение 6). Этот метод был использован также для получения из бромалканов симметричных сульфидов, синтез которых е использованием Na2S дает совершенно неудовлетвори-
(6)(6)(7)(7)тельные результаты (из-за щелочных условий реакции) [25) R2CHBr + 2R1 SR1 —> R2CHSR‘ + R>s Br' R‘ = Me, Et
(6)
(6)
(7)
(7)
Me
I
MeSCH2R + BrCH2R —> RCH2SCH2R Br —> RCH2SCH2R + MeBr
Синтез сульфидов из дисульфидови сульфенилпроизводных
Соединения фосфора(III), являющиеся эффективными реаген тами деоксигенирования и десульфуризации, применяют для по вращения дисульфидов в сульфиды (табл. 11.3.4).^е‘
Таблица 11.3.4. Синтез сульфидов из дисульфидов и тиолкарбонатов
Исходное вещество
Реагент
Продукт реакции
Литература
EtSSEt
(EtO)3P
(медленная перегонка)
EtSEt
[25a]
RSSR
BRj
RSR1
[256]
(R = Me, Ph)
R'F + SbF5
(+ RSBR])
RSSR
RSR1
[25b]
PhSCOOMe
RsP или Et4N+ F*
PhSMe
[25r]
Для десульфуризации дисульфидов лучше использовать амп- нофосфины, поскольку триалкилфосфины реагируют медленно, а при использовании триалкилфосфитов может потребоваться фотоактивация [26]. Механизм этой реакции существенно прояснился, когда обнаружилось, что ^^^-3,6-диметоксикарбонил-1,2-дитиан количественно превращается в транс-2,5-диметоксикарбонилтиолан (уравнение 8) [26]. Сходный механизм применим для реакции превращения тиолокарбонатов и ксантогенатов в сульфиды под действием фосфинов (или фторида тетраэтиламмония) (сМ- табл. 11.3.4), однако аналогичная реакция дисульфидов с органо ооранами проходит по радикальному механизму [27].
МеО2С ^НМеО2С ^НMeО2С ^Н
МеО2С ^Н
МеО2С ^Н
МеО2СМеО2Су^т2)з><55
МеО2С
МеО2С
MeO2CZ ^Н
(8)(8)МеО2С хХН
(8)
(8)
'з
И ^COgMe
Алкилирование дисульфидов дает сульфиды, но, как правило, плохими выходами из-за большого числа побочных реакций. Так PhSSPh реагирует с тетрафторборатом триэтилоксоння с образованием сульфониевых солей, гидролиз и тиолиз которых дает phSEt (51 %), /z-PhSC6H4SEt (30%) и некоторые другие продукты [28]. При алкилировании дисульфидов алкилфторидами в присутствии SbF5 образуются сульфиды (см. табл. 11.3.4).
Таблица 11.3.5. Сульфенилирование и родственные реакциисинтеза сульфидов
Исходное вещество
Реагенты
Продукт реакции
Литература
ArSSAr
RCSNHR1
NaCN
"CN, ROH
Нагревание
1. h
ArSCN
ArSC(OR)—NH
ArSR
RCSSCR
II II
R’N NR1
[28a]
[286]
2. Нагревание
RCSCR II II R’N NR’
ArSSAr
[Ar =
= 2,4-(O2N)2C6H3)
RCH(NO2)2
Arx
Нагревание
R'SCl
PhSCl + основание
ArSAr
RC(NO2)2—SR1 Arx zSPh
[28b]
[28r]
XCHCN R^
ИЛИ
Me2SiCl
R/
[28д]
CO2H
Bu-трет
SCI
S
/CO2H
[28e]
1,OH
6
''OH
Me
CHC13
ArH
Cl
RSO2SR' + води.
NaOH
McSSO2Me + AICI3
R’SCC13
ArSMe
SMe
[28ж]
[7]
CXy'Ph ■
ДМСО
L II/—ph
[28з]
NH
ROH
CO
x /+
co
+ H-Bu3P
NH
RSR1 +«-Bu3PO + CO ^)NH
co
[28и]
Таблица 11.3.6. Реакции, приводящие к тииранам*
Исходное вещество
Реагенты
Продукт реакции
лчтера. тУра
Rx/R2
,С=С\
Ri/R3
S2C12
Na2S или Al/Hg
(RR'CCl-CR2R3)2Sn
RR'CCR2R3
[306]
Л
RR'C=O
RR'CCH2
[ЗОв]
/^ y„SCI I2Li
О
RR'C=O
RR'CCHPh
[30г]
^^SCHPh
Et2NCSSCHPh
RR'C=O
RR'CCHPh
[30г]
Li
H2C—сп2
KCNS
H2CCH2
[ЗОд]
О
О=о
KCNS
H2CCH2
[ЗОд]
о
Ч X
—с;
R У R3
PhsP=S + cf3co2h
R^c-c-^8 у 4 R3
[ЗОе]
ISCN
C^s
[ЗОж]
Ar2C=S
RM
Ar2C—-CAr2
[ЗОз]
(PhCH=CH)2S(PhCH=CH)2SчерезчерезS
(PhCH=CH)2S
(PhCH=CH)2S
через
через
См. обзор уоа).
Некоторые дисульфиды могут десульфуризоваться с образованием сульфидов просто при нагревании или при реакции с магний- пли литийорганическими соединениями. Примеры этой реакции даны в табл. 11.3.5, в которой приведены также примеры синтеза сульфидов методами сульфенилирования. Для синтеза сульфидов могут быть использованы реакции тиоцианатов [29] (так, например, реакция RSCN с СНС13 в условиях межфазного катализа дает RSCC13) и ароматическое сульфенплирование с помощью дисульфидов (например, 2,6-ди-трет-бутилфеиол дает 4-арилтиозамещенные продукты) [30].
а-Сульфенилирование карбонильных соединений, дающее р-оксосульфиды и другие подобные соединения, подробно рассмотрено в разд. 11.4.6.
Синтез тииранов
Особым типом циклических сульфидов являются тиираны каК из-за особенностей метода их синтеза, так и по причинам своеобразия их реакций. Методы синтеза тииранов сведены в табл. 11.3.6.
Восстановление сульфоксидов, сульфонови их азотистых аналогов
В некоторых случаях сульфиды получают через стадии образования соединений, содержащих серу в более высокой степени окисления, но эти пути обычно оказываются слишком долгими. Так, на схеме 9 [31, 30] показан путь от ароматического углеводорода до арилметилсульфида, в котором использованы очень простые и надежные реакции [31, 32]; слабым местом этой схемы является стадия восстановления сульфона в сульфид [32], которая осуществляется с трудом (выходы до 70% могут быть получены с помощью реагента, показанного па схеме; восстановление с помощью NaEtaAlHa неэффективно).
ШЗОзЫNa2SO3, NaHCOsАгН > ArSO2Cl -> ArSO2NaШЗОзЫNa2SO3, NaHCOsАгН > ArSO2Cl -> ArSO2NaMc2SO.tMc2SO.t(«so-Bu)2AIH(«so-Bu)2AIH—> ArSO2MeArSMe—> ArSO2MeArSMe(9)(9)
ШЗОзЫNa2SO3, NaHCOs
АгН > ArSO2Cl -> ArSO2Na
ШЗОзЫNa2SO3, NaHCOs
АгН > ArSO2Cl -> ArSO2Na
Mc2SO.t
Mc2SO.t
(«so-Bu)2AIH
(«so-Bu)2AIH
—> ArSO2MeArSMe
—> ArSO2MeArSMe
(9)
(9)
Сульфоксиды и сульфимиды обычно получают из сульфидов; поэтому восстановление производных этого типа обычно не используют для получения простых сульфидов. Обработка сульфоксидов и сульфимидов избытком ацетилхлорида приводит к сульфидам через стадию образования сульфоксониевого интермедиата (см., например, уравнение 10) [33].
ОАсО С!" АсО' С1
III। АСС1.
PhSPh+ АсС1 —► PhSPh —> PhSPh ► Ph2S + CI2 + Ас2О (10)
Аналогичные механизмы реализуются также в тех случае когда ацилирующие реагенты используются совместно с восста’ новителями типа ионов S2O4 и I [34], Sn , Fe~ и Си4 ц-m единений фосфора(Ш) Реагеиты подобные „о свойствам‘ац,,°: галогенидам, такие, как FCJ3, 011IC.I3 looj, 019C.I2 и Рй^р ц Qci [36], также восстанавливают сульфоксиды; эта реакция осуществляется под действием галогенов в кислой среде [37 331 н РдЗю [39, 40]. К числу обычных восстановителей, пригодных для восстановления сульфоксидов, относятся LiAlH4 (медленное восстановление) и NaBH4 с C0CI2 [41] (быстрое восстановление) Дихлорборан ВНС12 [42] быстро восстанавливает алифатические сульфоксиды, но арилсульфоксиды этим агентом восстанавливаются более медленно. Водородом в присутствии комплексного родиевого катализатора или Pd/C сульфоксиды восстанавливаются до сульфидов; в этой реакции эффективным также оказался Fe(CO)5, Mo(CO)s неэффективен [43]. Для восстановления сульфоксидов были использованы и другие реагенты [43а]: (CFsCOhO + 1~ [44], фосфиты [45], SnCI2 в кислой среде [46], TiCh [47], Me3SiBr [47а] или PhSiMe3 + I2 [47а].
Синтез сульфидов из тиокарбонильныхсоединений
Различие в свойствах функции, содержащих серу и кислород, очень ясно прослеживается при сравнении карбонильных и тиокарбонильных соединений. В реакциях тионов с металлорганическими реагентами возможно присоединение как по атому углерода, так и по атому серы (уравнения И [48], 12 [49]), в результате чего образуется смесь третичных тиолов и изомерных сульфидов [48].
l.PhLi
R2c=s~* R2C—Ph + R2CH—SPhUU
SH
Продукты (тиолы и сульфиды), которые могут быть полу реакцией тионов с металлорганическими соединениями, Ра^" .. рены в разд. 11.1.2.3. В более сложных случаях могут образ ся и другие продукты.
И.З.З. РЕАКЦИИ СУЛЬФИДОВ
т * ЭТ°М Разделе рассмотрены реакции сульфидов, не с°дереаК- щих других функциональных групп. Именно эти простевшие р U и лежат в основе всего многообразия путей применена Функциональных сульфидов в синтезе (см. разд. 11.4).
Особенности реакционной способности сульфидов легко могут быть поняты, если учитывать способность ковалентносвязанного атома серы к стабилизации a-карбанионного центра, обусловленную поляризуемостью атома серы [50], а также способность атома серы реагировать с электрофилами. Связь С—S вследствие своей поляризуемости и малой прочности легко расщепляется, и именно это обстоятельство служит основой для разработки методов использования полифункциональных сульфидов в синтезе.
Реакции замещения
«-Замещение может быть осуществлено с помощью ряда реакции, некоторые из которых протекают необычным образом. Так, например, реакция трст-BuSMe с бензоилперокендом дает rper-BuSCHoOCOPh [51]. «-Галогенирование рассмотрено в разд. 11.4.7.
Образование а-сульфенилкарбанионови их использование в синтезе
Добавление диметилсульфида к комплексу н-бутиллитий— ТМЭДА дает раствор, содержащий метилтиометиллитий—ТМЭДА (уравнение 13) [52]. Высшие алкильные гомологи, содержащие а-атомы водорода, в этих же условиях претерпевают элиминирование с образованием алкенов. Тиоанизол при металлировании с помощью «-бутнллития и диазабицикло [2.2.2] октана (ДАБЦО) с высоким выходом превращается в фенилтиометиллитий [53] (в отсутствие ДАБЦО выход составляет 37%). Разработан простой метод генерирования а-литийалкилфенилсульфидов с использованием 1,2-экв трет-BuLi в ТГФ, содержащем 2,5 экв ГМФТА при — 78 °C [54]. В этих условиях в течение 2—3 ч развивается характерное оранжевое окрашивание.
\тМс2NMe2
(13)(13)Me2S + H-BuLi^ ^J —► MeSCH2 Lif
(13)
(13)
NMe2NMe2
Реакции образования связей углерод-углерод, в которых использованы упомянутые выше простые карбанионы, приведены ниже. К ним относятся: реакции гомологизации алкилиодидов [55] (уравнение 14), превращение сложноэфирной группировки в изопропенильную группу [56] (уравнение 15) и образование 2-гпдр- оксиалкилсульфидов [57], которые являются ключевыми интермедиатами в синтезе алкенов [58] и оксиранов [59] (схема 16). 175
R(W 4- PhSCHaLi —> RCH2CH2SPh -^ RCH2CH2I (U)OH
— 25 °CI1 PhCHrt
Me(CH1).CO,Mc + PhSCH1Li ► Me(CH,),i(CH1SPh)J
Me
—> Me(CH2)8A=CH3
|Me3O+ 'BF4|Me3O+ 'BF4
|Me3O+ 'BF4
|Me3O+ 'BF4
OH
RR4-CH2SPhRR'C=CH,
(16)(16)Et3N
(16)
(16)
Лс2ОL1, NHs
Г
OAc
RRlC—CH2SPh
Рассматриваемые карбанионы используются как н6^^0^' нуклеофильной алкильной группы. Описано использован]. сульфидов RSCR'R-Cl как переносчиков алкильнойы
разд. 11.4.7), ио в ряде случаев с их помощью получьРзованця
ЭТОТЭТОТдругого типа. Эффективность перечисленных путей и ‘ птельны сульфидов в синтезе зависит от того, насколько удовл &ак он11 методы удаления алкил- или арплтиогрупп после ’енЫ неко- выполнилн свою функцию. В уравнениях 14—-1Ь пр ^{10 э^1, торые примеры расщепления С—S-связи (более пор вопрос рассмотрен в разд. 11.3.3.5).
ЭТОТ
ЭТОТ
Использование сульфидов
для превращений функциональных груп^^
Для взаимопревращения простых фУ11КЦ110наль11ЫХ0£разова^^^^^ работая ряд стандартных методов, основанных ^гут ^уть °с4 сульфидов. Хотя некоторые из этих превращении 1 ^ьзова»11 . ществлепы и другими путями, однако реакции <- селектив‘ _ сульфидных интермедиатов как правило отанча оеПмушества е стью. Одним из первых примеров, показавшПХ(-Тур1<у (иослеД кого подхода, явился синтез каитарадина ио стадии этого синтеза см. уравнение 17).
Много подобных примеров имеется также в области синтеза гпеводов и родственных соединений. Так, превращение произ- нпзного D-глюкуроновой кислоты в тетрагидропирановыи аналог (уравнение 18) [60] в действительности основано на реакции перехода от ацилаля к О,S-ацеталю (см. разд. 11.4.1).Много подобных примеров имеется также в области синтеза гпеводов и родственных соединений. Так, превращение произ- нпзного D-глюкуроновой кислоты в тетрагидропирановыи аналог (уравнение 18) [60] в действительности основано на реакции перехода от ацилаля к О,S-ацеталю (см. разд. 11.4.1).
Много подобных примеров имеется также в области синтеза гпеводов и родственных соединений. Так, превращение произ- нпзного D-глюкуроновой кислоты в тетрагидропирановыи аналог (уравнение 18) [60] в действительности основано на реакции перехода от ацилаля к О,S-ацеталю (см. разд. 11.4.1).
Много подобных примеров имеется также в области синтеза гпеводов и родственных соединений. Так, превращение произ- нпзного D-глюкуроновой кислоты в тетрагидропирановыи аналог (уравнение 18) [60] в действительности основано на реакции перехода от ацилаля к О,S-ацеталю (см. разд. 11.4.1).
Превращение нитрила ArCHRCN (R = алкил или арил) в соответствующий кетон ArCOR может быть осуществлено по реакции фенилсульфенилирования с последующей обработкой получаемого при этом ArCR(SPh)CN N-бромсукцинимидом и системой водный раствор NaOH—MeCN. Описано также аналогичное окислительное превращение (уравнение 19), в котором использована реакция N-хлорсукцинимида с сульфидом, приводящая к лабильной хлор- сульфониевой соли (см. также разд. 11.5.2.2).
MeSCH2CO2H —> MeSCRRlCO2H —> RCOR1 (19)
Диметилсульфид реагирует с хлором, давая комплекс с переносом заряда, структуру которого можно приблизительно передать формулой Me2S"="Cl С1_. Аналогичные галогенсульфонийгалогени- ды образуются при реакции диметилсульфида с бромом, а амино- сульфониевые соли — в реакциях аминов с N-хлорсукцинимидом и диметилсульфидом. Эти комплексы используют при окислении спиртов (уравнение 20) [61], орто-метилировании анилинов
А
С1 он
+ RCHR
I-SMe2
(20)(20)Et3N+
(20)
(20)
ZC=O + Me2S + Et3NHCl
R1
(уравнение (уравнение(уравнение (уравнениеалк"^роаддцалк"^роаддц[62] и для превращения спиртов в
(уравнение (уравнение
(уравнение (уравнение
алк"^роаддц
алк"^роаддц
[63].
N-хлор-сукцинпмид>
KOH + Me,SBr Вг" —► ROSMe, Вг' —► RBr + Mc2SO + НВг (22)
Бензилметилсульфид PhCH2SMe и тиоацеталь PhCH(SEt)„ могут служить источниками карбокатионов PhCH2 u PhCHSEt, соответственно, в присутствии СиС12 и ZnCU; в реакции с ак- тавированными аренами они образуют орто-, пара-за чещенные ппочапонные 1641 Термическое диспропорционирование алкил- сульфидов и эфиров карбоновых кислот (уравнение 23) является
полезным альтернативным методом для проведения переэтерификации, хотя этот метод еще недостаточно проверен [65].
Диметилсульфид может быть использован для восстановления гидропероксидов (уравнение 24) [66].
RCO2Me + R‘SR‘ •—> RCO2R* + R’SMe(23)
ОМе
Оз.МеОН Iо
aCH=CH2—~> ост4г\г\тл
_30 oG КСНООН > RСНО + Ме2SO+ МеОН (24)
образование ^P^SO и3’4"Диметокси-1,2-диоксетаны с
новация льюиса, ДиметилсульА^6 2R ВыстУпая в роли ос- стабилизатора бопаноп £УЛЬ$ИД м°жет выполнять пассивнуюроль метилсульфида может ЗК’ ПрН взаим°Действии диборана и диреагент, котовый хота ТЬ лолУЧен в виде стабильной жидкости мый обычно in siin и И менее эктивен, чем диборан, генерируе- реакций гидообопипп»° МОЖет быть использован в большинстве Рах; например сп™^ И ВОсстановления в эфирных раство- гексанол-1 с выходом 94 у° ^Т реагента вексен-1 превращается в
Расщепление сульфидов ^ авНенпЮ с0 Связь С—S расщепляется относительно ^I^r^y^e упом»на' связью С—С или неактивированной связью С - ^^ Одного и лась возможность осуществления подобной Реа1< вЫражена те методов синтеза тиолов для тех случаев, где я одн0й из денция к предпочтительному расщеплению лИ уменьшае С—S-связей (уравнение 25). Легкость расщеп
в ряду, алкинил У> винил « аллил > алкил.^
Na, NH3
RSR1 RSH-pRH
Восстановительное расщепление протекает с хорошим выходом „ пгчае аллильных и бензильных сульфидов: для этой цели лучше Использовать Li в EtNH2, чем Na в NH3. В особых случаях например, уравнение 26) реакция расщепления может осу- шествтяться с высоким выходом под действием LiAlH4 [69]. Альтернативными реагентами для аналогичных реакций превращения 3-алкилтиоиндоленина в индол являются Ni Ренея в кипящем EtOH и NaBH4 в изопропиловом спирте. Способность 4-пиколилсУЛьфидов к электролитическому расщеплению делает возможным их использование в качестве защищенных сульфидов (см. разд. ПЛ.3.4). Сходная реакция расщепления (уравнение 27) рассмотрена в главе, посвященной полифункциоиальным сульфидам (см. разд. U.4.1 и Н.4.4).
R
RSCR’=CR2R3 + Me2CuLi —> MeCR'=CR2Rs(27)
Бромциан превращает простые алифатические сульфиды в соответствующие тиоцианаты и алкилбромиды [70]. Несимметричные сульфиды расщепляются при этом так, чтобы тиоцианатная функция была связана с большим алкильным заместителем (см., например, уравнение 28).
Me(CH2)3S(CH2)2Me + BrCN —► Me(CH2)3SCN + Me(CH2)2Br(28)
ArSCH2Ph + Cl2 —► ArSCl + PhCH2Cl(29)
В особых случаях можно осуществить хлоринолиз сульфидов (уравнение 29). Из приведенного примера видно, что предпочтительным является разрыв по связи S—бензильная группа [71]. Образование продуктов расщепления пенициллина (уравнение 30) [72] облегчается как в результате содействия атома кислорода амидной группы, так и благодаря тому, что пенициллин является S.N-ацеталем. Подобно прочим сульфидам, имеющим в а-положе- нии гетероатомный заместитель (см. разд. Н.4.1), пенициллин особенно склонен к расщеплению связи С—S. Гидролиз или ами- нолнз насыщенных сульфидов обычно идет в жестких условиях (см., например, расщепление метионина в кипящей кислоте, разд. Н.1.2); в тех случаях, когда эта реакция протекает легко, всегда можно обнаружить, что в действительности соединением, вступающим ь реакцию, оказывается замаскированный ацеталь. Так, например, последняя стадия синтеза нингидрина (уравнение 31) протекает с участием гемитиоацеталя, образующегося из а-хлорсульфидного интермедиата [73]. В случае азагетероциклн- ческих сульфидов [74] легко протекают реакции замещения
(уравнение 32); введение таким способом аминогруппы почп осуществлять дальнейшие превращения.воляет
CH2Ph
PhCHo HN ¥ У « MeN'LHg(OAc)^ „ \ —►- НтPhCHo HN ¥ У « MeN'LHg(OAc)^ „ \ —►- Нт2.H2S2.H2Sсо,нсо,нооО^»il|R[О^»il|R[Me MeMe MeHHН’ 'Шн(+ 2 изомерных тиола)Н’ 'Шн(+ 2 изомерных тиола)(31)(31)(32)(32)
PhCHo HN ¥ У « MeN'
LHg(OAc)^ „ \ —►- Нт
PhCHo HN ¥ У « MeN'
LHg(OAc)^ „ \ —►- Нт
2.H2S
2.H2S
со,н
со,н
о
о
О
^»il|R[
О
^»il|R[
Me Me
Me Me
H
H
Н’ 'Шн
(+ 2 изомерных тиола)
Н’ 'Шн
(+ 2 изомерных тиола)
(31)
(31)
(32)
(32)
Особым случаем расщепления сульфидов является расщепление тииранов, поскольку при этом образуются алкены или р-замещен- ные алкантиолы [75] (см. разд. 11.2.2, 11.2.4, 11.2.5 и 11.3.2.3). Образование тиирановых интермедиатов постулируется при протекании ряда важных реакций (уравнения 33 [76], 34 [77], 35[78]), в том числе при синтезе пространственно затрудненных алкен0Л" Десульфуризация тииранов под действием соединений фосфора(1 )
ООSSооNaH I 1RC—CH2SCOEt—-> RC—НСNaH I 1RC—CH2SCOEt—-> RC—НСsOEtО" SsOEtО" SлО S')Ч г/ v QRC —С—с—SлО S')Ч г/ v QRC —С—с—SHоHоOEtSOEtS
О
О
S
S
о
о
NaH I 1
RC—CH2SCOEt—-> RC—НС
NaH I 1
RC—CH2SCOEt—-> RC—НС
s
OEt
О" S
s
OEt
О" S
лО S')
Ч г/ v Q
RC —С—с—S
лО S')
Ч г/ v Q
RC —С—с—S
H
о
H
о
OEt
S
OEt
S
> RC=CHCOEt> RC=CHCOEt> RCCH2COEt> RCCH2COEt
> RC=CHCOEt
> RC=CHCOEt
> RCCH2COEt
> RCCH2COEt
sRcsr1 4- ch2n2-^sRcsr1 4- ch2n2-^R. /\,C—CH2R. /\,C—CH2SSPh3PPh3P^C=CH3 R'S^^C=CH3 R'S^
s
Rcsr1 4- ch2n2-^
s
Rcsr1 4- ch2n2-^
R. /\,C—CH2
R. /\,C—CH2
S
S
Ph3P
Ph3P
^C=CH3 R'S^
^C=CH3 R'S^
протекает гораздо легче, чем деоксигенирование соответствующих оксиранов темп же реагентами. Для десульфуризации ти- иранов могут быть использованы Fe2(CO)9, Fe3(CO)i2, Mods МпН(СО)5, WC16 и МоН(С5Н5) (СО)2. Стереоспецифичность расщепления ^«с-2,3-дпметилтипрана при обработке литпйорганиче- скимп реагентами объясняют промежуточным образованием сульфуранового интермедиата (уравнение 36) [79]. Стереоспецифично происходит также десульфуризация под действием алкилиодидов; так, при кипячении ф/с-2,3-диметилтпирана с метилиодидом образуются (Z)-бутен-2 и триметилсульфонийиодид (см. табл. 115 1) [80].
Иной подход к проблеме расщепления сульфидов основан на склонности сульфоксидов к термическому цмс-элиминировапию (уравнение 37); примеры подобных реакций вкратце рассмотрены в разделах, посвященных специфическому использованию сульфидов в синтезе (см. гл. 11.4), а подробно сама реакция разобрана как одна из реакций сульфоксидов в гл. 11.6.
/А
]?s н А /нR4
АА-А/ц4 Уу VV + ц50Н (37)
R2 R3R2r2 r3
Окисление сульфидов
Взаимопревращения типа сульфид^сульфоксид^сульфон могут быть осуществлены непосредственно, за исключением прямого перехода от сульфона к сульфоксиду. Сильные окислители превращают сульфиды в сульфоны; имеются также эффективные методы для превращения сульфидов в сульфоксиды. В данном разделе не приводятся все необходимые ссылки, но они имеются в последующих главах, описывающих получение сульфоксидов и сульфоиов.
Окисление некоторых сульфидов пероксидом водорода может приводить к различным продуктам в зависимости от условий реакции (уравнение 38); в общем случае этот реагент не очень пригоден для окисления в сульфоксиды. Опасности, связанные с использованием Н,О2 в ацетоне, сейчас достаточно хорошо известны, но именно в этом растворителе можно эффективно окислить сульфид в сульфоксид, в то время как в других растворителях этот процесс происходит медленно и с более низкими выходами. Сульфоны
ватьиливатьили
ватьили
ватьили
МОГУТ быть получены с лучшими выходами, если вспол HiO” в присутствии катализаторов соединений вольфрама ванадия (например, H2W2O4).
Н2О2, 50%-ная АсОН
ОPhCH3SMeОPhCH3SMeн4о2 ^——50%-наяАсОНн4о2 ^——50%-наяАсОНО
О
PhCH3SMe
О
PhCH3SMe
н4о2 ^——
50%-ная
АсОН
н4о2 ^——
50%-ная
АсОН
Н2О2II
PhCH2SMe > PhCH2SMe
ацетонх
Для превращения сульфидов в сульфоксиды могут быть использованы реагенты двух типов: производные пероксикпслот (лг-хлор- пербензойная кислота, пероксидодекановая кислота, перйодат натрия), активированная МпО2 и источники положительного галогена (трет-ВиОС!, N-бром- и N-хлорсукципимиды, 1-хлорбензотриазол). Известны также отдельные примеры использования других реагентов, например церийаммонийнитрата, применяемого для окисления диарилсульфидов.
Различие в свойствах сульфонов и сульфидов использовано (схема 39) при разработке методов активации карбонильной группы сложных эфиров по отношению к реакции аминолиза. Сложные эфиры N-ацпламинокислот и пептидов, получаемые по реакции с 4-(метплтио)фенолом, с трудом подвергаются аминолизу, но они превращаются в эффективные ацилирующие средства после окисления в соответствующие 4-(метансульфонил)фенильные аналоги [81].
дцгкди
RNHCHR'COoH + НО—f \—SMe
—> RNHCHR’CO2—<—> RNHCHR’CO2—<SMeSMeН2о2АсОНН2о2АсОНRNHCHR'CO.—SO,MeRNHCHR'CO.—SO,MeRNHCHR’CONHR2 (39)RNHCHR’CONHR2 (39)
—> RNHCHR’CO2—<
—> RNHCHR’CO2—<
SMe
SMe
Н2о2
АсОН
Н2о2
АсОН
RNHCHR'CO.—SO,Me
RNHCHR'CO.—SO,Me
RNHCHR’CONHR2 (39)
RNHCHR’CONHR2 (39)
.* И ОPhCH2SR -%- phcH^-SK.* И ОPhCH2SR -%- phcH^-SKНОд-ОНОд-ООН ООН О> PhCH=SR —> PhCH—SR> PhCH=SR —> PhCH—SR
.* И О
PhCH2SR -%- phcH^-SK
.* И О
PhCH2SR -%- phcH^-SK
НОд-О
НОд-О
ОН О
ОН О
> PhCH=SR —> PhCH—SR
> PhCH=SR —> PhCH—SR
>PhCHO + RSSR или RSO2SR
Фотоокисление сульфидов стало изучаться лишь быть, разоваипе бензальдегида из алкплбензплсульфида мож с11Да -видимому, объяснено первоначальным образованием (Уравнение 40) [82]. 182
Перегруппировки сульфидов
еже были упомянуты реакции образования аминосуль- донневых солей (см. разд. 11.3^3.3, схемы 20, 21) и перегруппиров- Ф Гпммле для дибензилсульфидов, дающая диарилметантиолы кз Ц126 уравнение 39). Бензилсульфиды также подвер- 1яютсяа перегруппировке Стивенса, а в зависимости от условий прякпии может произойти как перегруппировка Стивенса, так и перегруппировка Соммле (схема 41). Предполагают, что при пе- пегоуппировке Стивенса образуется бирадикальный интермедиат а при перегруппировке Соммле осуществляется согласованный [2’з]-сигматропный процесс [83].
ТМЭДА,
ТГФ,
(41)(41)-78 °C
(41)
(41)
я-ВиЫ
нагреваниедо комнатнойтемпературынагреваниедо комнатнойтемпературы[PhCH—S CH2Ph][PhCH—S CH2Ph]PhCHSCH2Ph ч— PhCH2SCH2Ph
нагреваниедо комнатной
температуры
нагреваниедо комнатной
температуры
[PhCH—S CH2Ph]
[PhCH—S CH2Ph]
S“SMe
IMel I
>PhCHCH2Ph> PhCHCH2Ph
[2,3]-Сигматропные перегруппировки аллилсульфидов широко применяются в синтезе (см. разд. 11.4.4).
11.3.3.7. Защитные группы на основе сульфидов
Некоторые из свойств сульфидов используют при защите обычных функциональных групп. Так, защита карбоксильной группы путем образования метилтиометиловых сложных эфиров RCO2CH2SMe [84] дает производные, стабильные к действию слабых щелочей и восстановителей; однако эти эфиры расщепляются под действием CF3CO2H или Mel (в последнем случае через стадию образования сульфониевых солей [85]). Для тех же целей пригодны 2-(метилтио) этиловые сложные эфиры; их использовали в пептидном синтезе [86]; расщепление этих эфиров осуществляют путем окисления в сульфоксид или через стадию получения сульфониевых солей. В последнем случае расщепление проводят в слабощелочном водном растворе. Эту методику используют также для Защиты фосфатных групп в синтезе нуклеотидов [87].
ЛИТЕРАТУРА
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
р Н I анг in ‘Sulphur in Organic and Inorganic Chemistry*, ed A c New York 1972, vol. 3, p. 91.У Senning,
C JI Barweiler, J. Amer. Chern. Soc., 1969, 91, 6019.
M J Janssen, в cc. 1, p. 371.
д' Streitweiser and J. E. Williams, E Amer. Chern. Soc., 1975 97
F Bernardi, 1. G. Csizmadia, A. Mangini, H. B. Schlegel, M.-H. Whanebo
S Wolfe, ibid.. 1975. 97. 2209.Q»d
4" Ohno and У. Ohtiishi, Tetrahedron Letters, 1969, 4405; but see R Д p-
stone, J. Org. Chem., 1969, 34, 2621.'
F Bernardi, I. G. Csizmadia, H. B. Schlegel, and S. Wolfe, Canad J Chem 1975. 53, 1 144; С. C. Price and S. Oae, ‘Sulphur Bonding’, Ronald Press, New York 1962.
J. K. Bosscher. E. II7. A. Kraak, and Kloosterziel, Chem. Comm., 1971, 1365 .4. S. Atavin, A. N. Mirskova, E. F. Zorina, and Y. L. Frolov, Zhur. org.Khim’ 1974. 10, 1157.
D. S. Tarbell and IF. E. Lovett, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 78, 2259.
J. Guttenplan and S. G. Cohen, Chem. Comm., 1969, 247.
H. L. Liao and D. E. Mart ire, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 2058.
T. C. Morrill, R. A. Clark, D. Bilobran. and D. S. Youngs, Tetrahedron Letters. 1975, 397.
D. St. C. Black and I. A. McLean, Tetrahedron Letters, 1969, 3961.
IF. A. Rosen and D. H. Busch, Chem. Comm , 1969, 148; J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91. 4694.
A. H. Veefkind, J. Van der Schaaf, F. Bickelhaupt, and G. II7. Klumpp, Chem. Comm.. 1971, 722.
K. Undheim and G. A. Ulsaker, Acta Chem Scand., 1973, 27, 1390.
J. IF. de Leeuw. E. R. de Waard. P. F. Foeken, and H. O. Huisman, Tetrahedron Letters, 1973, 2191.
A. C. Knipe and C. J. AI. Stirling, J. Chem. Soc. (B), 1968, 1218.
У. Yano and S. Oae, Tetrahedron, 1970, 26, 67.
L. A. Paquette, G. V. Meehan, and L. D. Wise, J. Amer. Chem. Soc. 1969, 91,
3231.
J. Rosenfield and A. Moscowitz, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 4797; G.L. Ben- dazzoli, G. Gottarelli, and P. Palmieri, ibid., 1974, 96, 11; J. Barrett ana Л1. J. Hitch, Speetrochim. Acta. 1968, 24A, 265; ibid.. 1969, 25A, 407.
/. IF. Jones and J. C. Tebby, J. C. S. Perkin I, 1973, 1125.
D. Landini and F. Rolla, Synthesis, 1974. 565.
23a. E. AI. Faber and G. E. Miller, Org. Synth. Coll. \rol. 2, 1943, 576.. 4
236./. K. Lawson, IF. K. Easley, and IF. S. Wagner. Org. Synth. Coll.
1963, 892.. , 9 ,t)!3
23B 242 Hartman’ L1 Smith, and J. B. Dickey, Org. Synth. Coll. ^ ol- -
21.
22.
23.
BSr?wa’ ^- Eata, and T. Kojima. Synthesis, 1973. 38..,q79 [124.
Z' Broadhurst, R. Grigg, and A. W." Johnson, J. C. S. F’erkin
г Beveridge and R. L. N. Harris, Austral. J. Chem., 1971, 24, 1-2-
v Vwmkel a"d C. Wolff, Chem. Ber., 1974, 107, 496..64L
' n Iamura* T- Saito, H. Ishibashi, and AL Ikeda, Synthesis, 1975, d Bauignac and P. Control, Synthesis, 1974, 282.
Soc' chim- France, 1967, 3446, 3451.
v veach a,ld л- A1- Smith, J. Fluorine Chem., 1974, 4, 341, 34У- 41 5h,
244 Bondratenko and V. P. Sambur. Ukrain kliim. z!™r^516].
1Кондратенко, В. П. Самбур — Укр. хим. журнал, 1975, « ,
24з £ Tetrnhedron Letters. 1972 585.k Anthesis, I975’
79Л Yaeupolskii, N. V. Kondratenko, and V. P. Sambur, Synth
’197a,
2b''fi, 3229Ua,IS' Л' °' Grimm- and l- K' Tl"iiesdnle, J- Amer. Chem.
24k. A. W. Herriott and D. Picker, Synthesis, 1975, 447.
94л У. Tanigawa, Н. Kanamura, and S. MuiahaM, Tetrahedron Letters, 1975, 4655.
A. J. H. Labuschagne, J. S. Malherbe, C. J. Meyer, and D. F. Schneider,
Tetrahedron Letters, 1976, 3571.
95a H. I. Jacobson, R. G. Harvey, and E. V. Jensen, J. Amer. Chem. Soc., 1955, 77, 6064.
A N. Jones, J. Org. Chem., 1968, 33, 4290.
H. C. Brown and M. Midland, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 3291.
25r. 0- G- Turin, L. N. Shchegoleva, and G. G. Yakobson, Zhur. org. Khim., 1975, 11, 1290 [Г. Г. Фуран, Л. H. Щеголева, Г. Г. Якобсон — Ж. орг. хим., 1975, 11, 1290].
D. N. Harpp and J. G. Gleason, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 2437.
H. C. Brown and M. Midland, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 3291.
В Miller and C.-H. Han, Chern. Comm., 1970, 623; J. Org. Chem., 1971, 36, 1513.
28a. K. Tanaka, 1, Hayami, and A. Kaji, Bull. Chem Soc. Japan, 1972, 45, 536.
/ R. Schaeffer, С. T. Goodhue, H. A. Risley, and R. E. Stevens, J. Org. Chem., '1967, 32, 392.
28в. В. I. Stepanov, V. У. Rodionov, and T. A. Chibisova, Zhur. org. Khim., 1974,
79 [S. И. Степанов, В. Ю. Робинов, Т. А. Чибисова — Ж. орг. хим., 1974, 10, 79].
28г. V. I. Erashko, А. V. Sultanov, S. A, Sheveleu, and A. A. Fainzllberg, Izvest. Akad. Nauk S. S. S. R., Ser. khim., 1972, 1226; 1973, 350 [S. И. Ерашко, А. В. Султанов, С. А. Шевелев, А. А. Файнзильберг— Изв. АН СССР. Сер. хим., 1972, 1226; 1973, 350].
28д. S. J. Selikson and D. S. Watt, Tetrahedron Letters, 1974, 3029.
28e. J. K- Landquist and D. R. Summers, paper read at Vllth International Symposium on Organic Sulphur Chemistry, Hamburg, 12—16 July 1976, abstracts, p. 146.
28ж. H. Kloosterziel and S. van der Ven, Rec. Trav. chim., 1970, 89, 1017.
28з./. Hocker, K. Ley, and R. Merten. Synthesis, 1975, 334.
28и. К. A. M. Walker, Tetrahedron Letters, 1977, 4475.
AL Makosza and M. Fedorynski, Synthesis, 1974, 274.
T. Fujisawa and T. Kojima, J. Org. Chem., 1973, 38, 687.
30a. См. обзор: M. Sander, Chem. Rev., 1966, 66, 297.
F. Lautenschlauger and N. V. Schawartz, J. Org. Chem., 1969, 34, 3991.
ЗОв. A. I. Meyers and M. E. Ford, Tetrahedron Letters, 1975, 2861.
30г. C. R. Johnson, A. Nakanishi, N. Nakanishi, and K. Tanaka, Tetrahedron Letters, 1975, 2865.
ЗОд. S. Searles, E. F. Lutz, H. R. Hays, and H. E. Mortensen, Org. Synth., 1962, 42, 59.
30e. T. H. Chan and J. R. Finkenbine, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 2880.
30ж./. C. Hinshaw, Tetrahedron Letters, 1972, 3567.
ЗОз. P. Beak and J. W. Worley, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 597.
ЗОи. E. Block and E. J. Corey, J. Org. Chem , 1969, 34, 896.
L. Field and R. D. Clark, Org. Synth. Coll. Vol. 4, 1963, 674.
J. N. Gardner, S. Kaiser, A. Krubiner, and H. Lucas, Canad. J. Chem., 1973, 51, 1419.
T. Numata and S. Oae, Chem. and Ind. (London), 1973, 277.
G. V. Kaiser, R. D. G. Cooper, R. E. Koehler, C. F. Murphy, J. A. Webber, I. G. Write, and E. M. van Heyningen. J. Org. Chem., 1970, 35, 2430.
34a. D. G. Farnum, T. Veysoglu, A. M. Carde, B. Duhl-Emswiler, T. A. Pancoast, T. J. Reitz, and R. T. Carde, Tetrahedron Leiters, 1977, 4009.
T. H. Chan, A. Melnyk, and D. N. Harpp, Tetrahedron Letters, 1969, 201.
J. P. A. Castrtllon and H. H. Szmant, J. Org. Chem., 1965, 30, 1338.
T. Aida, N. Furukawa, and S. Oae, Tetrahedron Letters, 1973, 3853.
R. Л. Strecker and К. K. Anderson, J. Org. Chem., 1968, 33, 2234; D. Landini, G. Modena, F. Montanari and G. Scorrano, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 7168.
R. G. Micetich, C. G. Chin, and R. B. Morin, Tetrahedron Letters, 1976, 975. /. W. J. Still, S. K. Hasan, and K. Turnbull, Synthesis, 1977, 468.
D. F Chasar, 1 Org. Chem., 1971, 36, 613; D. W. Chasar and b. M. pratt Wl^n^ndM Ravindran, Synthesis, 1973, 42.
and E С H. Keung, Tetrahedron Letters, 1970, 53.
43a. G Nuzzo, H. J. Simon, and I. San Filippo, J. Org. chem., ig77| j~’[)rabowicz and S. Oae, Synthesis, 1977, 404.
M Dreux У Leroux, and P. Sauignac, Synthesis, 1974, 506.
TL Ho I W Hall, and С. M. Wong, Synthesis, 1973, 206.
474747 T L Ho and С. M. Wong, Synth. Comm., 1973, 3, 37.
47
47
47a G. A. Olah, B. G. B. Gupta, and S. C. Narang, Synthesis, 1977, 583.
48.48.A Ohno К Nakamura, M. Uohama, and O. Oka, Chem. Letters 1975 goo A Ohno' K. Nakamura, M. Uohama, S. Oka, T. Yamabe, and S. Nagata ’ Chem Soc. Japan, 1975, 48, 3718.
48.
48.
49.49.Af. Dagonneau and J. Vialle, Tetrahedron Letters, 1973, 3017; J. L. Burant J Masson, and J. Vialle, ibid., 1976, 4775.
49.
49.
50.50.F. Bernardi, I. G. Csizmadia, A. Mangini, H. B. Schlegel, M.-H. Whangbo and S. Wolfe, J. Amer. Chem. Soc., 1975. 97, 2209.
50.
50.
51.52.53.54.55.56.57.51.52.53.54.55.56.57.D.E.T.E.R.J.D.E.T.E.R.J.H В Henbest, J. A. W. Reid, and C. J. M. Stirling, J. Chem. Soc., 1964 1220 Peterson, J. Org. Chem., 1967, 32, 1717.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
D.
E.
T.
E.
R.
J.
D.
E.
T.
E.
R.
J.
J. Corey and D. Seebach, J. Org. Chem., 1966, 31, 4097.
M. Dolak and T. A. Bryson, Tetrahedron Letters. 1977, 1961.
/. Corey and M. Jautelat, Tetrahedron Letters, 1968, 5787.
L. Sowerby and R. M. Coates, J. Amer. Chern. Soc., 1972, 94, 4758.
R. Shanklin, C. R. Johnson, J. Ollinger, and R. M. Coates, J. Amer. Chem.
Soc., 1973, 95, 3429.
58.59.60.61.62.58.59.60.61.62.63.64.65.66.63.64.65.66.67.68.69.67.68.69./. Kawajima, S. Sato, and Y. Kurata, Tetrahedron Letters, 1972, 737.
58.
59.
60.
61.
62.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
67.
68.
69.
Y. Watanabe, M, Shiono, and T. Mukaiyama, Chem. Letters, 1975, 871.
R. J. Ferrier and R. H. Furneaux, J. C. S. Chem. Comm., 1977, 332.
E. J. Corey and C. U. Kim, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 7586.
P G. Gassman, G. Gruetzmacher, and R. H. Smith, Tetrahedron Letters, 1972, 497.
E, J. Corey and C. U. Kim, J. Org. Chem., 1973, 38, 1233.
T. Mukaiyama, K. Maekawa, and K. Narasaka, Tetrahedron Letters, 1970, 4669.
T. Migita, H. Matsuyama, and W. Ando Internat. J. Sulfur Chem. (A), 1971, 1, 47.
/. J. Pappas. W. P. Keaveney, E. Gancher, and M. Berger, Tetrahedron Le ters, 1966, 4273.
H. H. Wasserman and J. Saito, J. Amei. Chem. Soc., 1975. 97, 905.
C. F. Lane, J. Org. Chem., 1974, 39, 1437.r
70. .71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.81.82.83.84.70. .71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.81.82.83.84.^^' Glassman, D. P. Gilbert, and T. J. van Bergen, J. C. S. Chem. Co
70. .
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
70. .
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
м Втаип and P‘ Engelbertz, Ber., 1923, 56, 1573.
N Kharasch and R. B. Langford, Org. Synth., 1964, 44, 47.
К J.Stoodley and N. S. Watson, J. C. S. Perkin I, 1975, 883.
r Becker and G- A- Russell, J. Org Chem., 1963, 28, 1896.
л G-JQylor and W. A. Ehrhart, J. Amer. Chem. Soc., 1960. 82, 3138.
1 Meyers and M. E. Ford, Tetrahedron Letters, 1975, 2861.
I xJBrAd^es and G- H- Whitham, J. c. S. Perkin I, 1975, 1603„ SoC.
J M Beiner, D. Lecadet, D. Paquer, A. Thuillier, and J. Vialle, • chmu France, 1973, 1979, 1983.,07n 1926.
d м ^ Barton- E. H. Smith, and B. J. Willis, Chem. Comm., 1970, 1- C к Lro,st ?nd S- E>- ziman, J. Org. Chem., 1973, 38, 932.1963, 28.
B.B.Eelmkamp and D. J. Pettitt, J. Org. Chem., I960, 2э, 1754, 2932; 1964, 29, 2702.
B.
B.
1 Johnson and E. G. Trask, J. Org. Chem , 1968, 33, 4251. йп^ G- Ouannes, Tetrahedron Letters, 1976, 4263.
• Biellmann and J. L. Schmitt, Tetrahedron Letters, 1973 461 •
T 1 и)Ге^ M. G. Bock, Tetrahedron Letters, 1975, 2643, 32
Ho and С. M. Wong, j, C. S. Chem. Comm., 1973, 224.
м / S A Amaral G. C. Barrell, H. N. Rydon, and 1. E. Willett, J. Chem. Sncio 1966, 807.
я? К L. Agarwal, M. Fridkin, E. Lay, and H. G, Khorana, J. Amer. Chern. Soc., 1973, 95, 2020.
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СУЛЬФИДЫ
ДЖ. к. БАРРЕТ (Oxford Polytechnic')
В предыдущей главе описана общая химия сульфидов и приведено немало примеров их использования в синтезе. Еще более широкое применение находят алифатические сульфиды, содержащие одну или несколько дополнительных функциональных групп. В данной главе рассмотрены те классы полифункциональных сульфидов, которые оказались особенно пригодны для синтетических целей. Конформационные особенности полифункциональных сульфидов рассмотрены в разд. 11.3.1.
.1. ТИОАЦЕТАЛИ (а-АЛКИЛТИОАЛКИЛ-
И а-АРИЛТИОАЛКИЛСУЛЬФИДЫ) И ИХ О- И N-АНАЛОГИ
Вплоть до недавнего времени эти соединения по аналогии с кислородными аналогами было принято называть «тиоацеталями».
Таблица 11.4.1. Номенклатура типичных а-гетероатомныхзамещенных алкилсульфидов
Структурная формула
Тривиальное название
Систематическое название
Rx
XCZ
ZSH
Гемитиоацеталь
1-Алкилтиоалкантиол
R1Z
^SR2
Rx
R1Z
)CZ
/ОН
4SR2
Полумеркапталь
1-Алкилтиоалканол, а-гидрокси- ал килсульфид
Rx
R,z
)CZ
/OR3
XSR2
Монотиоацеталь
1-Алкилтиоалкиловый эфир, я-алкоксиалкилсульфид
Rx
R|Z
/SR3 ,
4SR2
Тиоацеталь, тиокеталь, меркапталь
1-Ал килтиоал килсульфид, п-, (п + 2)-дитиаалкан
H\
R1^
)(/
/SR3
'SR2
Тиоацеталь, меркапталь
1 - Алкилтио алкил сульфид, 7-, (п + 2)-дитиаалкан
R\
/NR3R<
N, S-Ацеталь1-Алкилтиоалкиламин
R1'
'SR2
R'S/
ZNR3R< \SR2
АмидомеркаптальНАлкил)'тио-1-(алкил)2тиоал-
киламип
Соединения, содержащие две алкплтпо- или арилтиогоуп кого и того же атома углерода, в большей степени исполПЬ' У °Д* органическом синтезе, чем их кислородные или азотистые ЮТСя в настоящий раздел в основном посвящен рассмотрению аНалоги; динений. Номенклатура подобных соединений и их N- и ^НХ Сое" гов представлена в табл. 11.4.1.и'энало-
С недавнего времени селеновые аналоги тиоацетале" явились предметом интереса со стороны органиков-синтет ТЭКЖе сложности с номенклатурой дополнительно возросли н К°В’ и применение родовые названия типа 5,5е-ацетали или N S- аХ°дят причем в них не уточняется однозначно природа S-, Se-'^M^11’ местителей. Система номенклатуры, рассматривающая эти о ' нения как производные углеводородов (например MeSCH^n называют 2,4-дитиагексаном )мало используется. Наиболее по впльно классифицировать тиоацетали и им подобные соединения как полифункциональные сульфиды, и поэтому в дальнейшем большее применение несомненно найдет номенклатура рассматои- вающая их как а-замещенные алкилсульфиды. ’
LL Методы получения тиоацеталейи родственных соединений
Разновесе между тиолами и карбонильными соединениями (уравнение 1) или иминами [1,2] (уравнение 2) является той
Таблица 11.4.2. Получение тиоацеталей и родственных соединений U3 Карбонильных. с.прдчирииР
Исходное вещество
Реагенты
Продукт реакции
Литература
RR'C=O
R2SH + Me3SiCl
/SR2
[2a]
RR'C(
RR'C=O RR'C=O RR‘C=O RR'C=O
MeSSiMe3
(R2S)3B
(R2S)2AlMe
Н5(СН2)ИСН25Н, H+
(n=l, 2)
^OSiMes
RR'C(SMe)2
RR'C(SR2)2
RR'C(SR2)2
Rx S-(CH2)rt *
X |
[26] 2b] 2r] 2д]
RR'C=o
HOCH2CH2SH, BF3
R'/—CH2
О
I
2e]
CH2=c=O RCHO
(RS)3CH
MeSH + H2S (pH 5)
(RS)2CHCH2COSR
XCHSH
[2*1
[2з]
ТлАлниа 114 3 Получение тиоацеталей из гем-дигалогенидов юолици . • • и родСТвенных соединений
Исходное вещество
Реагенты
Продукты реакции
Литера тура
СНСОоН
EtSH
(EtS)2CHCO2H
За]
n СГИСЬ
RS CHO
(RS)2CHC1
36]
RS(O)CHBrR'
Mo(CO)6
R*CH(SR)2 + R'CHBr2
Зв]
phCOCHCl—SMe
HS(CH2)2SH
s
[Зг]
PhCO—<fJ
s
RS(O)CH2PO(OEt)2
R'OH, Ac2O
RSCHPO(OEt)2
• [Зд]
основой, на которой разработаны классические методы синтеза этих соединений.
ОН
Ir2sh
RR'C=O + R2SH ^=± RR'C—SR2 > RR'C(SR2)2 (1)
NHAr‘
IК25Н(изб.)
ArCH=NAr‘ +R2SH ^ ArCH—SR2 ~ArCH(SR2)2 + Ar'NH2 (2) (катализ H
" не обязателен)
Наличие избытка тиола и присутствие кислого катализатора при проведении реакции в атмосфере азота способствуют превращению карбонильного производного в тиоацеталь (см. табл. 11.4.2). Альтернативные методы получения этих соединений приведены в табл. 11.4.3—11.4.5.
Таблица 11.4,4. Получение тиоацеталей с помощью реакций сульфенилирования
Исходное вещество
Реагенты
Продукты реакции
Литература
RSSR
HO2CCH2SSCH2CO2H
:CH2
Нагревание
RSCH2SR
HO2CCH2SCHCO2H
[4a]
[46]
ch2=chsr RCH=CHSMe RCOCsCH RCH2CHSMe
1 CO2Me
KOH (170-180 °C)
MeSH, HC1
R'SH, основание
LiN(Pr-M3o)2
MeC6H4SO2SMe
in
CH3CH(SR)2 + CH=CH RCH2CH(SMe)2 RCOCH2CH(SR')2 RCH2C(SMe)2
Ao2Me
4в] 4r]
4д]
4e]
xch2y
/CH2SSO2C6H4Me
H2C(
\CH2SSO2C6H4Me
ex
[4ж]
продолжение_табл нл {
1 Антера. тУРа
Исходное вещество
Реагенты
Продукты реакции
CO ^NSPh
О
PhSx ,SPh
[4з]
rch2ci-io
СО
/CH2SC1
Н2с(
XCH2SC1
О
•s ,R
Ни]
PhCSSPh
PhLi
'—~S XCHO
PhCH(SPh)2
[4k]
SPhlSPhlPh. ,SPh^C=CZPhS/ \phчерез* PhCZPhS/ \ /
SPhl
SPhl
S
$ некотоРь,х из этих реакций в качестве побочных продуктов , РазУ,отся винилсульфиды путем дегидратации интермедиатов (см., например, уравнение 1, а также схему 8). Следует заметить, нилсульфиды могут быть превращены в тиоацетали путем катализируемого кислотой присоединения тиолов (см. табл. 11.4.4). блпра°ЛлЧ^НИе тиоацеталей из альдегидов может быть проведено вчеРез стадию превращения исходного вещества
„ ЛЬ' ^РимеРЬ1 реакций превращения ацеталей в тиоацетали имопревращений тиоацеталей приведены в табл. 11.4.5.
игалогениДЫ и а-галогеналкилсульфиды могут быть пресхему З)1 В тиоацетали и в их О- и N-аналоги (см. табл. 11.4.3 п
HCO2H[4]HCO2H[4]MeSHCF3CO2HMeSHCF3CO2H(3)(3)HgCl2>МеОЩЗ] |HgCl2>МеОЩЗ] |,CO2Me,CO2Me,0H,0H-=O-=O
HCO2H[4]
HCO2H[4]
MeSH
CF3CO2H
MeSH
CF3CO2H
(3)
(3)
HgCl2>
МеОЩЗ] |
HgCl2>
МеОЩЗ] |
,CO2Me
,CO2Me
,0H
,0H
-=O
-=O
Таблица 11.4.5. Получение тиоацеталей из ацеталей, азотистых аналогов и тиоацеталей
Исходное вещество
Реагенты
Продукт реакции
Литература
СНа(ОМе)2
HS(CH2)sSH, BF3
<D
(5a]
EtO8CCH(OEt)a
HS(CH2)2SH. BF3-Et2O
s
156]
^>—CO2Et
S
RSH, води. HCl (разб.)
(5b]
о^он
Q^sr
О
R'SH, води. HCl (концЛ
(5b, r]
НЛН
R'SH, AIC13 (при R = Ac) H0/ /^SR'
о
МеОСН—NMe3
RSH
(RS)2CHNMe2
[бд]
Me so;
PhCH(NR2)2
PhCH(NR2)2
RSH, HCl
R'SH (1 экв), HCl
PhCH(SRh
PhCH(SR')NR2
(нестабилен)
(5e] (5e]
R\ /R2
LiCH(SMe)2
\/R1
[5ж]
R:/\/\r3
MeS^ 'SMe
ch2=cch2sch2sr
1. LiN(Pr-u3o)2
2. Mel
CH2=CCH2CHSR
11
(5з]
Me
Me SMe
Перегруппировка Пуммерера сульфоксидов в мягких условиях может привести к а-алкоксисульфидам (монотпоацетали) (см. табл. 11.4.3 и разд. 11.4.9.1).
В последние годы получили развитие важные препаративные методы, основанные на сульфенилировании по активированному атому углерода (см. табл. 11.4.4).
Реакции тиоацеталей
Многие свойства этих соединений объясняются наличием в молекуле сульфидной группировки (см. гл. 11.3), однако присутствие двух атомов серы у одного атома углерода придаст этому атому Дополнительную реакционную способность. Легко может быть осуществлено образование карбаниона и его алкилирование с
последующим отщеплением сульфидных функций в мягкиу виях благодаря чему простейший представитель этого ?СЛо' соединений, MeSCH2SMe, может использоваться в реакциям а замаскированный формпл-анион (см. уравнение 18). За послед годы накоплен обширнейший опыт но использованию карбанщз получаемых из тиоацеталей; далее этот материал рассмотп8’ более подробно.рен
Тиоацетали в отличие от их кислородных аналогов устойчивь действию кислот [5]. Однако как и все производные двухвалею ной серы они подвергаются восстановительному расщеплению пой действии никеля Ренея; эти и другие методы расщепления связи С—S будут рассмотрены далее в этом разделе. Превращение тиоацеталей в кислородные аналоги [6, 7] показано на схемах 4 [6] и 5.
(5)(5)HgCl2, HgOMeOHHgCl2, HgOMeOHн3о+(MeO)2CHR > RCHOн3о+(MeO)2CHR > RCHOу—S/R НО(СН2)2ОН VSZ\R1 “H^ciTiw
(5)
(5)
HgCl2, HgO
MeOH
HgCl2, HgO
MeOH
н3о+
(MeO)2CHR > RCHO
н3о+
(MeO)2CHR > RCHO
Hg(OAc)2, BF3-Et2O AcOH
(AcO)2CHR
а-Алкоксиалкилсульфиды и их сернистые аналоги обычно не расщепляются под действием литийорганических соединений (последние обычно и являются теми реагентами, с помощью которых легче всего обеспечивается образование карбанионов).
имеются примеры {замещение алкилтиогруппы (уравнение о) [ J и фрагментация (уравнение 7) [9]}, которые указывают на в можность нарушения этого правила. Отметим попутно, что из этих аномальных реакций дает возможность превращать в третичный спирт (для реализации этого превращения мног ^, тернативных способов), а вторая — расщеплять циклогекса разованием гептен-6-овой кислоты, что может оказаться 0Чд оКСО. лезным в синтезе. Аналогичные реакции расщепления для р алкилсульфидов описаны в разд. 11.4.6.2.
OSiMe3RR1 С—SR2 + R3LiOSiMe3RR1 С—SR2 + R3LiOSiMe3RR1 С—R3 + R2SLIOSiMe3RR1 С—R3 + R2SLI(6)(6)
OSiMe3
RR1 С—SR2 + R3Li
OSiMe3
RR1 С—SR2 + R3Li
OSiMe3
RR1 С—R3 + R2SLI
OSiMe3
RR1 С—R3 + R2SLI
(6)
(6)
Образование винилсульфпдов может быть показано на примере реакций как а-гидроксналкил-, так и а-алкилтпоалкилсульфи- дов (схема 8) [Ю] (см. также табл. 11.4.10), однако р-оксо-а-гидр- окснталкилсульфиды RCOCH(ОН)SR1, образующиеся из а-оксо- яльлегндов и тиолов, легко перегруппировываются в эфиры а-гидр- окентиокарбоновых кислот RCH(OH)COSR* [11]. На схеме 9 [12] показан ряд полезных для синтеза реакций р-оксо-а-алкил- тиоалкилсульфидов.Образование винилсульфпдов может быть показано на примере реакций как а-гидроксналкил-, так и а-алкилтпоалкилсульфи- дов (схема 8) [Ю] (см. также табл. 11.4.10), однако р-оксо-а-гидр- окснталкилсульфиды RCOCH(ОН)SR1, образующиеся из а-оксо- яльлегндов и тиолов, легко перегруппировываются в эфиры а-гидр- окентиокарбоновых кислот RCH(OH)COSR* [11]. На схеме 9 [12] показан ряд полезных для синтеза реакций р-оксо-а-алкил- тиоалкилсульфидов.С1RCOCHSMeС1RCOCHSMel.MeSO2Cl,Et3N —У2. трег-ВиОКl.MeSO2Cl,Et3N —У2. трег-ВиОКпиролизпиролизSMeRCoi=CCORISMeSMeRCoi=CCORISMeОНОНMeSClIRCOC(SMe)3 < RCOCH(SMe)3 —► RCHCH(SMe)21. Br2|H+|2. H2O|*2MeSClIRCOC(SMe)3 < RCOCH(SMe)3 —► RCHCH(SMe)21. Br2|H+|2. H2O|*2
Образование винилсульфпдов может быть показано на примере реакций как а-гидроксналкил-, так и а-алкилтпоалкилсульфи- дов (схема 8) [Ю] (см. также табл. 11.4.10), однако р-оксо-а-гидр- окснталкилсульфиды RCOCH(ОН)SR1, образующиеся из а-оксо- яльлегндов и тиолов, легко перегруппировываются в эфиры а-гидр- окентиокарбоновых кислот RCH(OH)COSR* [11]. На схеме 9 [12] показан ряд полезных для синтеза реакций р-оксо-а-алкил- тиоалкилсульфидов.
Образование винилсульфпдов может быть показано на примере реакций как а-гидроксналкил-, так и а-алкилтпоалкилсульфи- дов (схема 8) [Ю] (см. также табл. 11.4.10), однако р-оксо-а-гидр- окснталкилсульфиды RCOCH(ОН)SR1, образующиеся из а-оксо- яльлегндов и тиолов, легко перегруппировываются в эфиры а-гидр- окентиокарбоновых кислот RCH(OH)COSR* [11]. На схеме 9 [12] показан ряд полезных для синтеза реакций р-оксо-а-алкил- тиоалкилсульфидов.
С1
RCOCHSMe
С1
RCOCHSMe
l.MeSO2Cl,
Et3N —У
2. трег-ВиОК
l.MeSO2Cl,
Et3N —У
2. трег-ВиОК
пиролиз
пиролиз
SMeRCoi=CCOR
I
SMe
SMeRCoi=CCOR
I
SMe
ОН
ОН
MeSClI
RCOC(SMe)3 < RCOCH(SMe)3 —► RCHCH(SMe)2
1. Br2|H+|
2. H2O|*2
MeSClI
RCOC(SMe)3 < RCOCH(SMe)3 —► RCHCH(SMe)2
1. Br2|H+|
2. H2O|*2
SMeOH
RCOCOSMeRC=CHSMeRCHCHO
К числу реакций с электрофильными реагентами относятся алкилирование и хлоринолиз. Алкилирование дает сульфониевые соли, из которых легко образуются илнды; карбенондные свойства этих производных проявляются в реакциях образования цикло- пропплсульфидов при их взаимодействии с алкенами (уравнение 10) [13].
(10)(10)- ♦ R\ /R2
(10)
(10)
PhSCHSMe2 +
WZ XR3
S-Моноалкилнрование тноацетален легко осуществляется в нейтральных условиях с помощью Mel (уравнение 11), а более сильный метилирующий реагент—метилфторсульфоиат — образует
7 Зак. 497
01)01)RR1RR1SMeSMe(CH2)„ 2FSOJ(CH2)„ 2FSOJSMeSMe
01)
01)
R
R1
R
R1
SMe
SMe
(CH2)„ 2FSOJ
(CH2)„ 2FSOJ
SMe
SMe
бис(метилсульфониевые) соли [14] (схема 11).
SD SMe Г
Rx / \Mej\
(СН2)П —► /С У(СН2)„
/ \/бензол
К SS
FSO3Me, бензол
Основной реакцией, на которой основано использование тиоацеталей, является С-алкилирование, поэтому отмеченная тенденция к конкурирующему S-алкилированию может иногда препятствовать препаративному применению этой реакции. Так, например, применение 1,3-дитиана в синтезе циклических кетонов с использованием а,о)-дибромалканов является неэффективным (схема 12) [15], однако эта проблема может быть решена (см. схему 21).
2. Вг(СН2)зВг2. Вг(СН2)зВг1. H-BuLi1. H-BuLi
2. Вг(СН2)зВг
2. Вг(СН2)зВг
1. H-BuLi
1. H-BuLi
HgCl2 у воды. МеОНHgCl2 у воды. МеОНО
HgCl2 у воды. МеОН
HgCl2 у воды. МеОН
S-Алкилирование с последующей илидной перегруппиров (уравнение 13) приводит к р/у-ненасыщенным альдегидам S-Алкилирование делает тиоацетальную группировку меНет0 нС. бильной по отношению к гидролитическому расщеплению, ^ иза. пользуется в одной из методик проведения стадии деаце зО0а- ции, которая всегда является завершающим этапом исп ния тиоацеталей в синтезе (см. с. 201).
I.zz-BuLI ТГФ, -Тй^Ю 2?Нагр^”ие до20°СI.zz-BuLI ТГФ, -Тй^Ю 2?Нагр^”ие до20°С
I.zz-BuLI ТГФ, -Тй^Ю 2?Нагр^”ие до20°С
I.zz-BuLI ТГФ, -Тй^Ю 2?Нагр^”ие до20°С
R RR RHgci2 —> води. МеОЦHgci2 —> води. МеОЦ(13)(13)
R R
R R
Hgci2 —> води. МеОЦ
Hgci2 —> води. МеОЦ
(13)
(13)
Образование карбена, упомянутое выше, также является особенностью реакций бис(алкилтио)карбокатионов, образующихся при обработке тпоацеталей тритнлфторборатом (уравнения 14, 15) [17]. Как показано на схеме 15, трис(арилтио)метилкарбани- он образует тетракпс(арилтио)этилены через стадию образования бис(арилтио)карбенов; такие же карбеноидные свойства обнаруживают 1,3,5-трптианкарбокатионы [18].
(MeS)2CH2 + Ph3C+ 'BF„ —> (MeS)2CH "BF4 —> [(MeS)2C:] >
—> (MeS)2C=C(SMe)2(i4)
(PhS)3C Li+ —> (PhS)2C: —> (PhS)2C=C(SPh)2 (15) Электрофильная реакция хлоринолиза приводит к сульфонил- хлорпду, если ее проводят в уксусной кислоте. Это происходит в результате окисления промежуточного сульфенплхлорида (уравнение 16) [19].
S водн. АсОП + С12 —> C1CH2SO2C1(16)
(17) алифатическими [2, 20], которые(17) алифатическими [2, 20], которые(RS2)CR‘+ RSSR —> (RS)3CR*
(17) алифатическими [2, 20], которые
(17) алифатическими [2, 20], которые
Сульфенилирование карбаниона тиоацеталя дисульфидами дает ортотиоэфиры (уравнение 17) очень важны для синтеза (см. с. 207).
Применение тиоацеталей в синтезе
Понятие «синтона» в органической химии легче всего определить на примере применения тиоацеталей в синтезе. Так, например, простейшее соединение этого ряда МеЭСНгЭМе является эквивалентом несуществующего формильного нуклеофила (уравнение 18), поскольку с его помощью осуществляется превращение RX->RCHO. 2-Хлор-1,3-дитиан можно рассматривать как эквивалент формил-катиона [21] из-за конечного результата использования этого реагента в синтезе (уравнение 19).
H-BuLiRXВОДИ. HgCI2
(MeS)2CH2 > (MeS)2CHLi > (MeS)2CHR ► RCHO (18)
ClRR‘CCOR2
N-хлор-C/L.C 1. RR1C=CR-NR2c Jx c
S S сукцинимид 882, V
>- I I ->(*У)
2. H3O+
Возможно также диалкплпрование тиоацетальных карбанионов (схема 20), и поэтому эти реагенты с равным успехом можно
считать эквивалентами нуклеофильного монооксида углепоп иными словами, «карбонильными синтонами» [22]. В бол щем виде тиоацетали принято рассматривать как реагенты66 ращенной поляризацией карбонильной группы;ращение поляризации» (umpolung) — известенсчитать эквивалентами нуклеофильного монооксида углепоп иными словами, «карбонильными синтонами» [22]. В бол щем виде тиоацетали принято рассматривать как реагенты66 ращенной поляризацией карбонильной группы;ращение поляризации» (umpolung) — известенИЛИ, Об-ИЛИ, Об-123].•123].•- С ой, этот прием - <<об. в ряде вариантов- С ой, этот прием - <<об. в ряде вариантовн-BuLiн-BuLiн\- R\/HS^S н-BuLl S^S RI S^Sн\- R\/HS^S н-BuLl S^S RI S^SHgCl2 или >, Br2, AcOIIHgCl2 или >, Br2, AcOIIRCORiRCORi(20)(20)Кроме использования простых ациклических соединений и 1,3-дитиана (схемы 18—20) описано также применение 1,3-дитиолана и 1,3,5-тритиана в аналогичных превращениях тиоацеталей. Получение этих соединений достаточно просто (см. табл. 11.4.2— 11.4.5); 1,3,5-тритиан является гораздо более дешевым реагентом, чем 1,3-дитиолан или 1,3-дитиан. Сравнительное изучение показало, что лучшие выходы могут быть получены в синтезах с использованием 1,3-дитиана по сравнению с 1,3-дитиоланом [22].На схемах 21, 22 [25] и 23 [27] показаны специфические примеры синтезов альдегидов и кетонов, основанные на алкилировании тиоацетальных карбанионов алкилгалогенидами [24, 25], в том числе синтез одного из половых аттрактантов жука-короеда IpS confusus.Кроме использования простых ациклических соединений и 1,3-дитиана (схемы 18—20) описано также применение 1,3-дитиолана и 1,3,5-тритиана в аналогичных превращениях тиоацеталей. Получение этих соединений достаточно просто (см. табл. 11.4.2— 11.4.5); 1,3,5-тритиан является гораздо более дешевым реагентом, чем 1,3-дитиолан или 1,3-дитиан. Сравнительное изучение показало, что лучшие выходы могут быть получены в синтезах с использованием 1,3-дитиана по сравнению с 1,3-дитиоланом [22].На схемах 21, 22 [25] и 23 [27] показаны специфические примеры синтезов альдегидов и кетонов, основанные на алкилировании тиоацетальных карбанионов алкилгалогенидами [24, 25], в том числе синтез одного из половых аттрактантов жука-короеда IpS confusus.3. н-BuLi3. н-BuLi1. н-BuLl2.Cl(CH2)3Br1. н-BuLl2.Cl(CH2)3BrH2O > вода. HgCl2H2O > вода. HgCl2
считать эквивалентами нуклеофильного монооксида углепоп иными словами, «карбонильными синтонами» [22]. В бол щем виде тиоацетали принято рассматривать как реагенты66 ращенной поляризацией карбонильной группы;
ращение поляризации» (umpolung) — известен
считать эквивалентами нуклеофильного монооксида углепоп иными словами, «карбонильными синтонами» [22]. В бол щем виде тиоацетали принято рассматривать как реагенты66 ращенной поляризацией карбонильной группы;
ращение поляризации» (umpolung) — известен
ИЛИ, Об-
ИЛИ, Об-
123].•
123].•
- С ой, этот прием - <<об. в ряде вариантов
- С ой, этот прием - <<об. в ряде вариантов
н-BuLi
н-BuLi
н\- R\/H
S^S н-BuLl S^S RI S^S
н\- R\/H
S^S н-BuLl S^S RI S^S
HgCl2 или >, Br2, AcOII
HgCl2 или >, Br2, AcOII
RCORi
RCORi
(20)
(20)
Кроме использования простых ациклических соединений и 1,3-дитиана (схемы 18—20) описано также применение 1,3-дитиолана и 1,3,5-тритиана в аналогичных превращениях тиоацеталей. Получение этих соединений достаточно просто (см. табл. 11.4.2— 11.4.5); 1,3,5-тритиан является гораздо более дешевым реагентом, чем 1,3-дитиолан или 1,3-дитиан. Сравнительное изучение показало, что лучшие выходы могут быть получены в синтезах с использованием 1,3-дитиана по сравнению с 1,3-дитиоланом [22].
На схемах 21, 22 [25] и 23 [27] показаны специфические примеры синтезов альдегидов и кетонов, основанные на алкилировании тиоацетальных карбанионов алкилгалогенидами [24, 25], в том числе синтез одного из половых аттрактантов жука-короеда IpS confusus.
Кроме использования простых ациклических соединений и 1,3-дитиана (схемы 18—20) описано также применение 1,3-дитиолана и 1,3,5-тритиана в аналогичных превращениях тиоацеталей. Получение этих соединений достаточно просто (см. табл. 11.4.2— 11.4.5); 1,3,5-тритиан является гораздо более дешевым реагентом, чем 1,3-дитиолан или 1,3-дитиан. Сравнительное изучение показало, что лучшие выходы могут быть получены в синтезах с использованием 1,3-дитиана по сравнению с 1,3-дитиоланом [22].
На схемах 21, 22 [25] и 23 [27] показаны специфические примеры синтезов альдегидов и кетонов, основанные на алкилировании тиоацетальных карбанионов алкилгалогенидами [24, 25], в том числе синтез одного из половых аттрактантов жука-короеда IpS confusus.
3. н-BuLi
3. н-BuLi
1. н-BuLl
2.Cl(CH2)3Br
1. н-BuLl
2.Cl(CH2)3Br
H2O > вода. HgCl2
H2O > вода. HgCl2
1
1. н-BuLi
2. СиНгдВг
дпгндрожасмоцдпгндрожасмоц
дпгндрожасмоц
дпгндрожасмоц
Для превращения RCOR1 в RR’C(ОН)СНО можетбытьисполь- Зовано взаимодействие кетона с 1,3-дитиановым карбанионом; такая реакция была осуществлена в ряду кетоз [26]. Алкилирование тиоацеталей оксиранами и карбонильными соединениями, приводящее соответственно к дигидрофуранонам-3 и дигидропиран- онам-3 [28], находит применение в синтезе (схема 24).
|tsoh|tsoh
|tsoh
|tsoh
RR'C CH2CH(OMe)3S^SRR'C CH2CH(OMe)3S^SоRHC—CHR1оRHC—CHR1
RR'C CH2CH(OMe)3
S^S
RR'C CH2CH(OMe)3
S^S
о
RHC—CHR1
о
RHC—CHR1
ОН
Н СН2СН(ОМе)3
.2 СН2[СН(ОМе)2]2 S^S1.н-ВиЫ
2U-> I I>
\CH2SH2. RCOR1
(24)
Миграция алкильной группы характерна для многих борорганических соединений, имеющих а-гетероатомный заместитель. Если таким заместителем является сера — а соединения этого типа
могут быть получены с помощью тиоацетального капбя
а-а-ма 25),—то перегруппировка приводит к а а-мзаТ”3 (схе- а-армлтпоалкилборанам, которые при окислительном МеЩеннь,м дают с высокими выходами третичные спирты [29] к1дролизе суммарный результат этой реакции эквивалентен результ НСЧНый цни Гриньяра с кетонами и сложными эфирами но п реак' часто сопровождается побочными реакциями и ее nniiMt ЛеДНЯя жет быть затруднено наличием каких-либо дополнительный Мо' аномальных групп. Эту реакцию можно рассматривать ФуНк’ внедрение одпоуглеродного звена по связи С—В в тпвят.< Как нах [29]. фпалкилбор
а-
а-
LiRC(SPh)2LiRC(SPh)2R*B, -30 °C—:>далее +20 °CR*B, -30 °C—:>далее +20 °CRRiB—C(SPh)RRiB—C(SPh)спонтанная перегруппировкаспонтанная перегруппировка-PhSLi-PhSLiRR'B—C—SPhR1RR'B—C—SPhR1HgCI2, нагреваниеот —78 до 0 °CН2О2, НО"HgCI2, нагреваниеот —78 до 0 °CН2О2, НО"RR2C—ОНRR2C—ОН(25)(25)
Li
RC(SPh)2
Li
RC(SPh)2
R*B, -30 °C
—:>
далее +20 °C
R*B, -30 °C
—:>
далее +20 °C
R
RiB—C(SPh)
R
RiB—C(SPh)
спонтанная перегруппировка
спонтанная перегруппировка
-PhSLi
-PhSLi
R
R'B—C—SPh
R1
R
R'B—C—SPh
R1
HgCI2, нагреваниеот —78 до 0 °C
Н2О2, НО"
HgCI2, нагреваниеот —78 до 0 °C
Н2О2, НО"
R
R2C—ОН
R
R2C—ОН
(25)
(25)
Применение а-ацил-а-алкилтиоалкилсульфидовв синтезе
(26)(26)2-Бензонл-1,3-дптиан легко образуется из 2-литий-2-(триметил- силил)-!,З-дптиана (уравнение 26) [30].
(26)
(26)
(RS)2CLiSiMe3 + Р11СО2Ме —> (RS)2CHCOPh
табланалогичных соединений приведены в
легко ТТ^арбапионы из этих производных образуются
иых1^полЬЗУ1РТ в синтезе «-функционализированных слож-
недие^^27-3°)2-Формил-1,3-дитван (урав-
>И Конденсаи-Ип с дианноном метилацетоацетата дает
У дню углеродный скелет песталотина [34].
ХаН-СН^СНСО^1МеО C-CH(SEtV ► McO<C-C(SEn;IХаН-СН^СНСО^1МеО C-CH(SEtV ► McO<C-C(SEn;I^C(SEt)3^C(SEt)3
ХаН-СН^СНСО^1
МеО C-CH(SEtV ► McO<C-C(SEn;I
ХаН-СН^СНСО^1
МеО C-CH(SEtV ► McO<C-C(SEn;I
^C(SEt)3
^C(SEt)3
CO3Me
(30)[33](30)[33]11.4.1.5. Применение тиоацетальных карбокатионов11.4.1.5. Применение тиоацетальных карбокатионовв синтезев синтезе
(30)
[33]
(30)
[33]
11.4.1.5. Применение тиоацетальных карбокатионов
11.4.1.5. Применение тиоацетальных карбокатионов
в синтезе
в синтезе
Стабильная соль, полученная из 1,3-дптпапа п трптплтетра- фторбората, вступает в реакции циклоприсоединения с диенами 1схема 32) [35]. Поскольку аддукты далее могут быть превращены
в сульфоппй-илпды, которые в результате перегруппировки окислительной дисульфуризацип дают циклопентсц-4-опы, то cv? марко процесс эквивалентен 1,4-присоедппению карбонилыи™ атома углерода к диену.
-bf4~bf4-bf4~bf4(32)(32)
-bf4~bf4
-bf4~bf4
(32)
(32)
Использование тиоацеталейкак защитной группы
Защита альдегидов и кетонов в виде тиоацеталей допускает проведение многих реакций по другим функциональным группам [36]. Один из первых примеров использования 1,3-дитиановой защиты для блокирования активной метиленовой группы описан в синтезе ланостерина из холестанона (схема 33) [37].
l.Mel,NaH2. H2,Nil.Mel,NaH2. H2,Niоо
l.Mel,NaH
2. H2,Ni
l.Mel,NaH
2. H2,Ni
о
о
а-Алкоксиалкилсульфиды применяют в основном для защРп0 карбонильной группы, причем их единственным достоинством^?, сравнению с а-алкилтиоалкилсульфидами (тиоацеталями) яЯ^нНЯ ся возможность превращения снова в карбонильные соед! , при действии Ni Ренея в мягких условиях. Многочисленны >0. меры получения для этих целей гемитиоацеталей имеются ^са. тах по превращениям стероидов [36]; для образования , тиолана использовали 2-гпдрокспэтантиол с ZnCU или з [36].„
Превращение тиоацеталей и их
О- и N-аналогов в карбонильные соединения аацй,
Эта реакция, иногда называемая реакцией детиоацетащ Обы^' может быть осуществлена с помощью нескольких Реаге^еТ0И (дей* ный метод превращения дизамещенного тиоацеталя в
папилгл пяствооа HgCl2 с HgO или CdCOa) [38] не дает удовлетворительных результатов при получении альдегидов из монозамещенных аналогов, более подходящим для этой цели я^^^ ляется использование оксида ртути II) и BF3-Et2O в водном ТГФ повышающее выходы до UU ни /о.
R синтезе дигпдрожасмона, основанном на использовании дптнаиовых интермедиатов (см. схему 23) [27] для расщепления г—S-связи применяется холодная концентрированная H2SO4, однако 1 3-ииноланы кислотами гидролизуются не полностью. Производные циклопропанона (см. схему 3) под действием водной трифторуксусноп кислоты расщепляются с одновременной перегруппировкой.
Все эти методы являются по существу катализируемыми реакциями гидролиза, протекающими через стадию образования а-гидр- окспалкплсульфндов и родственных интермедиатов; таким же образом, вероятно, осуществляется гидролиз водным метанолом в присутствии Ag2O, но этот метод пока еще широко не испытывался и в этих условиях реакция, по-видпмому, протекает медленно [39].
Наиболее быстро (в течение нескольких минут) расщепление может быть проведено с помощью окислителей (1-хлорбеизотрн- азол, церпиаммопиппнтрат [40], N-хлор-, или N-бромсукцинимид [41], хлорамин Т [42]); в качестве промежуточных продуктов обычно образуются сульфоксиды. Окисление 1,3-дптиолаиов моно- перокепфталевой кислотой даст соответствующие сульфоны, которые расщепляются под действием щелочей, но при этом выходы не превышают 40% [43]. С высокими выходами (~80%) идет расщепление действием иода в ДМСО при 100 °C в течение 1 ч [44].
При синтезе ненасыщенных альдегидов и кетоиов через промежуточные сульфимиды [45] эффективным реагентом является О-мезитпленсульфонплгидроксиламин (реагент Тамуры). Однако в сухом виде этот реагент взрывоопасен. Возможно также расщепление с помощью анодного окисления (уравнение 34) [46], однако эта методика окончательно еще не отработана.
(RS)2C№ —► RSSR + R’COR2(RS)2C№ —► RSSR + R’COR2(34)(34)
(RS)2C№ —► RSSR + R’COR2
(RS)2C№ —► RSSR + R’COR2
(34)
(34)
S-Алкнлирование тиоацеталей с помощью метплиодпда (моно* алкилирование протекает при кипячении в водном ацетоне в течение нескольких часов) или метилфторсульфоната (в безводном сипраг411 бенэолс нРоисходпт бпсалкилированне) дает соединения, посоопые подвергаться щелочному гидролизу, в результате кото- лип™™.тР?оНМП вых°Дам" образуются кетоны [47]. Моноэтн- лейетпи„С 2’2-Дизамепшпиых 1,3-дптнолапов осуществляется при работкр гетРаФтоРбората трпэтнлоксоиня; при последующей об- образуетсяРкр™на|л8^ аммиачпым раствором сульфата меди
* ivvTOH 1*01»
Восстановительное расщепление тиоацеталей, приводящее к мещению алкилтиогрупп на водород, может быть проведено с п " МОЩЬЮ реагентов восстановления по Вольфу—Кижнеру (гндпачи" в присутствии щелочи или без нее в кипящем ди- и триэтилен гликоле) [49]. Более широко используемая альтернативная мето дика — никель Ренея в кипящем метаноле [50] — часто требует многих часов для проведения реакции; предпочтительным вариантом является использование LiAIH4 с СиС12 и ZnCl2 [51]. уСта". новлено [52, 53], что для расщепления С—S-связи в простых сульфидах литий в этиламине при —20 °C лучше, чем Na в МН3; этот реагент эффективен также для десульфуризации тиоацеталей, хотя при этом восстанавливаются и изолированные двойные связи Кальций в жидком аммиаке расщепляет лишь одну С—S-связь в 1,3-дитиоланах [54], а 1,3-оксатиоланы превращаются аналогичным образом в 2-алкоксиалкантиолы. Борид никеля [55], который может быть получен легче, чем никель Ренея, превращает 1,3-дитиоланы в смесь насыщенных и ненасыщенных продуктов десульфуризации.
Такие реагенты, как никель Ренея и борид никеля, при действии которых на тиоацетали образуются продукты восстановительной десульфуризации, позволяют получать кетоны из аналогичных а-алкоксиалкилсульфидов (например, из 1,3-оксатиоланов) [56]. Для расщепления 1,3-оксатиоланов может быть использован хлорамин Т в водной среде [57].
1,1-Бис(алкилтио- или арилтио)алкены(кетентиоацетали) и их О- и N-аналоги
Некоторые из непредельных аналогов сульфидов, содержащих а-гетероатомные заместители, используют в органическом синтезе. Их применение основано на том, что после проведения реакций превращения по двойной углерод-углеродной связи легко может быть проведено расщепление С—S-связи, приводящее к карбонильным производным.
Методы получения 1,1-бис (алкилтио) алкенов из карбонильных соединений приведены в табл. 11.4.6 и схемах 35 [58] и 36 [59], эти методы включают реакции по самой карбонильной группе, а также реакции по а-метиленовой группе, приводящие к 0,0-бис (алкилтио)замещенным аф-непредельным кетонам (а-оксокете тиоацеталям).
CS2, трет-BuOKCS2, трет-BuOKАгСОСНзАгСОСНзEt2OEt2OНС—с—SH—> ArC\ ^sО-ННС—с—SH—> ArC\ ^sО-НyS" к+ НзО+
CS2, трет-BuOK
CS2, трет-BuOK
АгСОСНз
АгСОСНз
Et2O
Et2O
НС—с—SH
—> ArC\ ^s
О-Н
НС—с—SH
—> ArC\ ^s
О-Н
-> ArCOCH2CSS" К+ ^ АгСОСН=С
к+
-> ArCOCH2CSSR г—-> АгСОСН— х н-Ви4М+ "ОНT1Obt3
4e»AlS<CH?hSAIMes —:4e»AlS<CH?hSAIMes —:Т$ОН(следы^Т$ОН(следы^
4e»AlS<CH?hSAIMes —:
4e»AlS<CH?hSAIMes —:
Т$ОН(следы^
Т$ОН(следы^
водн. HgCIo. HgO
Альтернативные методы синтеза, основанные на использовании дитиоэфиров, тпоацеталей и других серусодержащих соединений, приведены в табл. 11.4.7. Во многих случаях они были применены для синтеза довольно специфических структур, ио использованные при этом реакции потенциально могут являться общими методами.
Исходное веществоРеагентПродукт реакцииЛитератураИсходное веществоРеагентПродукт реакцииЛитератураТаблица 11.4.6. Синтез 1,1-бис^алкилтио^алкенов (.кетектиоацеталей) из карбонильных соединенийТаблица 11.4.6. Синтез 1,1-бис^алкилтио^алкенов (.кетектиоацеталей) из карбонильных соединений[59a][59a]RCOR1 (реакция Петерсона)RCOR1 (реакция Петерсона)RCHO (реакция Вит- тнга)RCHO (реакция Вит- тнга)(RO)3P=O(RO)3P=ORCOR*RCOR*СS2> КОНMelСS2> КОНMel[596][596][59b][59b][59r][59r]R\ .CHCOjMeR\ .CHCOjMeMe2AlS^ /SAlMe2(CH2)3Me2AlS^ /SAlMe2(CH2)3[59д][59д]
Исходное вещество
Реагент
Продукт реакции
Литература
Исходное вещество
Реагент
Продукт реакции
Литература
Таблица 11.4.6. Синтез 1,1-бис^алкилтио^алкенов (.кетектиоацеталей) из карбонильных соединений
Таблица 11.4.6. Синтез 1,1-бис^алкилтио^алкенов (.кетектиоацеталей) из карбонильных соединений
[59a]
[59a]
RCOR1 (реакция Петерсона)
RCOR1 (реакция Петерсона)
RCHO (реакция Вит- тнга)
RCHO (реакция Вит- тнга)
(RO)3P=O
(RO)3P=O
RCOR*
RCOR*
СS2> КОН
Mel
СS2> КОН
Mel
[596]
[596]
[59b]
[59b]
[59r]
[59r]
R\ .CHCOjMe
R\ .CHCOjMe
Me2AlS^ /SAlMe2(CH2)3
Me2AlS^ /SAlMe2(CH2)3
[59д]
[59д]
Димеризация бис (алкплтпо)карбена, приводящая к килтпо)этиленам, уже упоминалась в разд. 11.4 1 2 / 15).Димеризация бис (алкплтпо)карбена, приводящая к килтпо)этиленам, уже упоминалась в разд. 11.4 1 2 / 15).тетракис(ал-см- схемы 14,тетракис(ал-см- схемы 14,Таблица 11.4.7. Получение а.а-би^алкилтио^алкснов(кетентиоацеталеб) из органических соединении серыТаблица 11.4.7. Получение а.а-би^алкилтио^алкснов(кетентиоацеталеб) из органических соединении серыИсходное веществоИсходное веществоРеагентРеагентПродукт реакцииПродукт реакцииЛитера-тураЛитера-тураRx xS\н-схR'/^SR2MeSx ,SRz^SMeRR'S.Ar\sCH2ArRx xS\н-схR'/^SR2MeSx ,SRz^SMeRR'S.Ar\sCH2ArR3XR3X[60a][60a]MeSCSSMeMeSCsCCH(SEt)2 RSCHMe£H(SR)2 (ArS)3CCH3MeSCSSMeMeSCsCCH(SEt)2 RSCHMe£H(SR)2 (ArS)3CCH3Самопроизвольная медленная изомеризацияRSX.SR"Аг/ ^SCHzAr[60b]P(OEt)3(MeS)2C=C(SMe)2[60rMe S SMe(McS)2C=C=C(SMc).,[60дНагреваниеMeCH=C(SR)2[60e(CF 3СО)2О(ArS)2C=CITCOCF3[60жEtLiRtfirRSX^C=CH—C^CMeR>S/[60s]Самопроизвольная медленная изомеризацияRSX.SR"Аг/ ^SCHzAr[60b]P(OEt)3(MeS)2C=C(SMe)2[60rMe S SMe(McS)2C=C=C(SMc).,[60дНагреваниеMeCH=C(SR)2[60e(CF 3СО)2О(ArS)2C=CITCOCF3[60жEtLiRtfirRSX^C=CH—C^CMeR>S/[60s]MelMelRxу SR3/C=C\R1/Z ^SR2MeSx SMeRxу SR3/C=C\R1/Z ^SR2MeSx SMeRZ^SMeRZ^SMe[606][606]
Димеризация бис (алкплтпо)карбена, приводящая к килтпо)этиленам, уже упоминалась в разд. 11.4 1 2 / 15).
Димеризация бис (алкплтпо)карбена, приводящая к килтпо)этиленам, уже упоминалась в разд. 11.4 1 2 / 15).
тетракис(ал-см- схемы 14,
тетракис(ал-см- схемы 14,
Таблица 11.4.7. Получение а.а-би^алкилтио^алкснов(кетентиоацеталеб) из органических соединении серы
Таблица 11.4.7. Получение а.а-би^алкилтио^алкснов(кетентиоацеталеб) из органических соединении серы
Исходное вещество
Исходное вещество
Реагент
Реагент
Продукт реакции
Продукт реакции
Литера-тура
Литера-тура
Rx xS
\н-сх
R'/^SR2
MeSx ,S
Rz^SMe
RR'S.
Ar\sCH2Ar
Rx xS
\н-сх
R'/^SR2
MeSx ,S
Rz^SMe
RR'S.
Ar\sCH2Ar
R3X
R3X
[60a]
[60a]
MeSCSSMe
MeSCsCCH(SEt)2 RSCHMe£H(SR)2 (ArS)3CCH3
MeSCSSMe
MeSCsCCH(SEt)2 RSCHMe£H(SR)2 (ArS)3CCH3
Самопроизвольная медленная изомеризация
RSX.SR"
Аг/ ^SCHzAr
[60b]
P(OEt)3
(MeS)2C=C(SMe)2
[60r
Me S SMe
(McS)2C=C=C(SMc).,
[60д
Нагревание
MeCH=C(SR)2
[60e
(CF 3СО)2О
(ArS)2C=CITCOCF3
[60ж
EtLi
Rtfir
RSX
^C=CH—C^CMe
R>S/
[60s]
Самопроизвольная медленная изомеризация
RSX.SR"
Аг/ ^SCHzAr
[60b]
P(OEt)3
(MeS)2C=C(SMe)2
[60r
Me S SMe
(McS)2C=C=C(SMc).,
[60д
Нагревание
MeCH=C(SR)2
[60e
(CF 3СО)2О
(ArS)2C=CITCOCF3
[60ж
EtLi
Rtfir
RSX
^C=CH—C^CMe
R>S/
[60s]
Mel
Mel
Rxу SR3
/C=C\
R1/Z ^SR2
MeSx SMe
Rxу SR3
/C=C\
R1/Z ^SR2
MeSx SMe
RZ^SMe
RZ^SMe
[606]
[606]
ОТ HcnSyiL^в завпспмостн
ры или альлегигможст Давать кислоты, сложные эфи-
жет явиться использовав/'™0 вндсть’ уясмлько цепным мо- ИЗ реализованных n ' L ЭТИХ coeA,H[ett[[n в синтезе; некоторые В"РЭДставлепы па схемах 37-42.
ния С—С-сгшчп ‘Х показапо несколько типов реакций образова- 1,1 -бис (а пкпо КЯК Па 11СРвоиачальной стадии образования роваппя включиюпи!?1.3, ТЗК ” Иа П0СЛеДУюЩ”Д стадиях алкплп- Дельпыми кетонами т(аМ1Ш С алинлгалоге1ч1Дами и с а.р-пспре- Альдеру). ТОПаМн (“Рнсоедпнеппе по Михаэлю и по Дпльсу- Для Ьалютптп16?60 нРеДставля1от тиоперегруппировка Кляйзена реакции °" "пРопаРГПЛТ11оалко11ов (уравнение 42), а также производных х "‘г ДЛдПлтпогРУппЬ1 в бис(метилтно)метиленовых ЕЮ!СС(1СК)’2=^^^^^= NH,COC(CN)=.
csx“ \—S 'SiMecsx“ \—S 'SiMercor’ —►rcor’ —►1. CF3CO2H2. MeaSiH1. CF3CO2H2. MeaSiHRxXCH—CHO Rl/RxXCH—CHO Rl/160]160]ззCH2=CR^ CORCH2=CR^ COR
csx“ \—S 'SiMe
csx“ \—S 'SiMe
rcor’ —►
rcor’ —►
1. CF3CO2H
2. MeaSiH
1. CF3CO2H
2. MeaSiH
Rx
XCH—CHO Rl/
Rx
XCH—CHO Rl/
160]
160]
з
з
CH2=CR^ COR
CH2=CR^ COR
.l.CS2, KOHR OH,
АгСОСНз> ArCOCH=C(SR)2 ► ArCOCH2CO2R! W
RIH3O+l65l
RC=CCH2nr—r—
100 °c> I z^1(42)/CH2C^[66]
CH2=CSEt^'SEt
а, а-БИС(АЛКИЛТИО)АЛКИЛСУЛЬФИды(ОРТОТИОФОРМИАТЫ) И ТРИС(АЛКИЛТИО)МЕТИЛСУ(ОРТОТИОКАРБОНАТЫ)
Эти два класса соединений завершают серию соединен - мально представляющих собой продукты замещения атомпИ> ^ор‘ рода в метане на алкилтио- или арилтиогруппн- попАо* (RShCH,. (RS);iCH п (RS)4C. В a, a-бис (алкилтио) алкиле/^3’ дах обеспечивается максимально возможная стабилизаци УЛЬА аниона за счет a-алкилсульфидных групп, поэтому в ЭТД карб" очень легко осуществляются реакции алкилирования Пос' РЯДу щие реакции гидролитического пли восстановительного расы?™' ния С—S-связп, описанные в предыдущих разделах, приводяТ’ продуктам С-1-гомологизации, т. е., к введению соответствен/ метильной группы или карбонильного звена. Интересны таг™ реакции пиролиза этих полифункциональных сульфидов, приводящие к образованию радикальных и карбенных интермедиатов и соответствующих им продуктов.
Методы получения а,а-бис(алкилтио)-алкилсульфидов и трис(алкилтио) метилсульфидов
Алкилсульфенплированпе a-алкплтиоалкилсульфпдов (уравнение 43) дает а,а-бис(алкплтпо) сульфиды [68]; в отдельных случаях продукты этого типа образуются побочно при синтезе а-алкил- тпоалкилсульфпдов, как, например, при синтезе 1,3-дитиолана (см. уравнение 44) [69].
C
S /Li MeSSMe/SMe
у „ _/\/(43)
методами получения a.a-бис- kb^/T1103™1^^/ ЛЯЮтся реакции сульфенилировання
могу (УР^ ^ У?а=-"™е 43) Ы«
У быть пспользовяиг г D 17^Ь" для синтеза этих соединении ,71ЬаНЫ также " Другие реакции (см. схему 46)
)2 + EtSH —> RCH=CR'C(SEt)3 ^
(МеО)зСН
|rSH, BFs-EtgO
РС15RSCIIO> RSCHCI2РС15RSCIIO> RSCHCI2tRS)1cH Л, (RS).c«s№
РС15
RSCIIO> RSCHCI2
РС15
RSCIIO> RSCHCI2
HgClj
)=g + ch2n2> s)=g + ch2n2> s(47)(47)Синтезирован трициклический представитель этого класса соединений (уравнение 47) [72].
)=g + ch2n2> s
)=g + ch2n2> s
(47)
(47)
Реакции а,а-бис(алкилтио)алкилсульфидов;применение получаемых карбанионов в синтезе
Трис (фенилтио) метан (PhS)3CH образует соответствующий карбанион при обработке н-BuLi при —78°С [73]. В зависимости от конечного результата реакций этого карбаниона его можно рассматривать как эквивалент метил-карбаниона или сложноэфирного карбаниона ROC=O. Этот карбанион вступает в реакцию Михаэля с незатрудненными а,Р-непредельными кетонами [74] (схема 48), а также в обычные реакции нуклеофильного присоединения по карбонильной группе [68, 75] (схема 49; общий синтез 2-алкилтетроновых кислот).
I. HgCl2, МеОНI. HgCl2, МеОН2. Н3О +
I. HgCl2, МеОН
I. HgCl2, МеОН
№ Ренея№ Ренея(48)(48)с=ос=о(MeS)3CH(MeS)3CHH-BuLi, -78 °C, ТГФНасыщен, води, р-рNH4C1H-BuLi, -78 °C, ТГФНасыщен, води, р-рNH4C1ОНС—C(SMe)3ОНС—C(SMe)3BF3- Bt2OBF3- Bt2OHgO, води. ТГФ,О’СHgO, води. ТГФ,О’СОН;С—COSMeОН;С—COSMeО* Li+О* Li+К2СН=СОВц-третК2СН=СОВц-третLiN(Pr-U3O)2(2 экв), -78 °CLiN(Pr-U3O)2(2 экв), -78 °CНО О СОзВи-грегНО О СОзВи-грегR*/R*/I II I ;С—С—CHR2I II I ;С—С—CHR270%-ная HCIO4 (1 экв) р,70%-ная HCIO4 (1 экв) р,О <49>О <49>МеО2С
№ Ренея
№ Ренея
(48)
(48)
с=о
с=о
(MeS)3CH
(MeS)3CH
H-BuLi, -78 °C, ТГФ
Насыщен, води, р-рNH4C1
H-BuLi, -78 °C, ТГФ
Насыщен, води, р-рNH4C1
ОН
С—C(SMe)3
ОН
С—C(SMe)3
BF3- Bt2O
BF3- Bt2O
HgO, води. ТГФ,О’С
HgO, води. ТГФ,О’С
ОН
;С—COSMe
ОН
;С—COSMe
О* Li+
О* Li+
К2СН=СОВц-трет
К2СН=СОВц-трет
LiN(Pr-U3O)2(2 экв), -78 °C
LiN(Pr-U3O)2(2 экв), -78 °C
НО О СОзВи-грег
НО О СОзВи-грег
R*/
R*/
I II I ;С—С—CHR2
I II I ;С—С—CHR2
70%-ная HCIO4 (1 экв) р,
70%-ная HCIO4 (1 экв) р,
О <49>
О <49>
Превращение 2-алкил- 1,3-дитиана в сложный эфир (уравнение 50) через стадию образования 2-метилтиоаналога может быть использовано для перехода от альдегида к сложному эфиру, особенно в тех случаях, когда субстрат может легко расщепляться
в условиях, обычно используемых для осуществления таког превращения (681.№
(50)(50)( X —* RCO2R1
(50)
(50)
Hgo.^oH
Реакции конденсации а,а-бис (алкилтио)алкилсульфидОВ и трис(алкилтио)метилсульфидовд в
Образование тетракис (фенилтио) этилена (PhS)2C=C(SPh) из а-литий-а,а-бис(фенилтио)метилфенилсульфида (PhS)3CLi при 40 °C указывает на промежуточное образование карбенового интермедиата (PhS)2C: [17], и в этом отношении а,а-бис(арилтио) алкилсульфиды сходны с карбокатионом а-алкилтиосульфида (MeS)2CH "BF4, из которого соответствующий карбен образуется при отрыве протона. Образование ArCOCH(SMe)CH(SMe)2 при реакции между ArCOCHN2 и (MeS)3CH в присутствии BF3 может быть также объяснено исходя из карбеноидного характера сульфида [76].
В показанной ниже перегруппировке первоначально образуется радикал, а затем происходит перегруппировка карбена [77].
юо °с
(PhS)3CC(SPh)3 ► (PhS)3C . -^7*- PhSCSPh —> PhCSSPh (51)
Тетракис(метилтио) метан (MeS)4C реагирует с дитиолами (уравнение 52) [78]. Пиролиз (PhS)4C при 165—230 °C дает те же продукты, что и пиролиз гексакис (фенилтио) этана; это указывает на гомолитический характер разрыва С—S-связи [17].
(MeS)4C + HS(CH2)nSH —> (Н2С)(MeS)4C + HS(CH2)nSH —> (Н2С)(52)(52)
(MeS)4C + HS(CH2)nSH —> (Н2С)
(MeS)4C + HS(CH2)nSH —> (Н2С)
(52)
(52)
С (PhCH2S)3 СН в присутствии Т1С14 при —5 °C индолы вступают в реакцию замещения (уравнение 53) [79]; аналогичный пример применения трис(алкилтио)метанов приведен в табл. 11.4.2.
(PhCH2S)3CH>TiCU. -5 °C.СНС13(PhCH2S)3CH>TiCU. -5 °C.СНС13R
(PhCH2S)3CH
>
TiCU. -5 °C.
СНС13
(PhCH2S)3CH
>
TiCU. -5 °C.
СНС13
X—CH(SCH2Ph)2 + (Индолил^СНЗСНгРЬ
- /(53)
NH
ПОЛИСУЛЬФИДЫ
В настоящем разделе рассмотрены некоторые пРе^Хвойства ди- и полисульфидов (кроме а-алкилтиоалкилсульфидов).
или методы получения которых особенно интересны.
Обработка тиирана кислотами или основаниями дает полиэти- сульфид В то время как реакция с тиолятами с последующим алкилированием приводит к 1,2-бис(алкилтио)алканам (схема 54).
н2с—сн2 —*■ (—S—СН2—СН2—)rt
(54)(54)ps"
(54)
(54)
rsch2—ch2s- rsch2-ch2sr>
Особым примером внедрения алкина по S—S-связи дисульфида с образованием 1,2-бис (алкилтио) алкена является реакция, приведенная в уравнении 55 [80] (см. также разд. 11.4.4.1).
RSSR + CH=CH —► RSCH=CHSR (55)
Как и в случае простых сульфидов, наиболее общим методом получения а,(о-бис(алкилтио) алканов является нуклеофильное замещение галогена или тозилатной группы на тиолят-анион. Этим методом были получены макроциклические сульфиды (уравнеКак и в случае простых сульфидов, наиболее общим методом получения а,(о-бис(алкилтио) алканов является нуклеофильное замещение галогена или тозилатной группы на тиолят-анион. Этим методом были получены макроциклические сульфиды (уравнение 56)ние 56)[81].[81].СН2ВгСН2ВгСН2ВгСН2Вг(56)(56)
Как и в случае простых сульфидов, наиболее общим методом получения а,(о-бис(алкилтио) алканов является нуклеофильное замещение галогена или тозилатной группы на тиолят-анион. Этим методом были получены макроциклические сульфиды (уравне
Как и в случае простых сульфидов, наиболее общим методом получения а,(о-бис(алкилтио) алканов является нуклеофильное замещение галогена или тозилатной группы на тиолят-анион. Этим методом были получены макроциклические сульфиды (уравне
ние 56)
ние 56)
[81].
[81].
СН2Вг
СН2Вг
СН2Вг
СН2Вг
(56)
(56)
Аналогичным путем можно получить и циклы меньшего размера (1,4-дитианы, 1,4-дитиепаны и т. д.).
НЕНАСЫЩЕННЫЕ СУЛЬФИДЫ
Этот раздел в основном посвящен химии винилсульфидов RR1C=CR2SR3, поскольку эти сульфиды нашли широкое применение в органическом синтезе. Недавно начато интенсивное изучение таких непредельных сульфидов, как аллилсульфиды и сульфиды ряда ацетилена RC^CSR, что также обусловлено их синтетической ценностью.
Методы получения винилсульфидов
При обработке винилбромидов трет-бутиллитием (2 экв) образуются виниллитиевые производные, которые далее могут превращаться в алкилвинилсульфиды (уравнения 57 [82], 58 [83] и 59
R'S\/SRi
^с=с=с=сх
RtS/\sr
(59)
В ряде схем получения а-замещенных кетонов имеется стадия а-гндроксиметилирования с последующим образованием тозилата и нуклеофильным замещением тиолят-ионом (см схемы 64, 65- получение у-оксовинилсульфидов).’’
К числу недавно разработанных общих методов получения винилсульфидов относятся реакция алкилидентрифенилфосфорана со сложными эфирами тиокарбоновых кислот [85] и конденсация +-
альдегидов с Ph3P—CHSR [86]. Тщательно изучен пиролиз а-(алкилтио) алкилсульфидов (отметим, что легко осуществима обратная реакция — присоединение тиолята к винилсульфидам). Перечисленные методы, а также ряд других приведены в
Таблица 11.4.8. Получение винилсульфидов из карбонильных соединений
Исходное вещество
Реагенты
Продукт реакции
Литера тура
RR’CHCOR2 или аф-ненасыщенный кетон
RCOR1
(альдегид или кетон)
RCOR1
R3SH, AlClg (или Н+)RR'C=CR2SR3[36, 86а]
или
(R3S)3CH, А1С1з
PhSCHLiSiMe3RR'C=CHSPh[866]
MeSCR2LiP(O)(OEt)2RR’C=CR2SMe[86в]
RCHO
RCHO
Ph3P—CHSR1RCH=CHSR1[86]
1. ArSCH2LiArSCH=CHR[86r]
2. SOC12, пиридин
RCOSR1
Ph3P—CH2CH2=CRSR’[85]
Таблица 11.4.9. Получение винилсульфидов из алкинов
Исходное вещество
Реагент
Продукт реакции
Литература
нс=сн
RS SR (180 °C, давление)
RSCH=CHSR, RSCH=CH2
[8бд] [86e]
HC=CCOR
R'SH
R'SCH=CHCOR (qug)
[86ж]
RC^CC^CR1
R2SH
R2SCR=CHCH=CHR'SR
*[86з ]
MeC=CCO2Et
ArSCl
ClC(Me)=C(SAr)CO2Et
[86и]
RC=CR
SC12
RCC1=CRSCR=CC1R
Гчерез RC=CRC11
[SCIJ
ТлАтиа 11.4.10. Получение винилсульфидов из органических
1 nOvсоединений серы
Реагенты
Исходное вещество
Лите-
Продукты реакцииратура
riC(S)SRch2n2 (■~5°С)
ph.c-sМе\с=с=с/Ме
Ме^^Ме
RSCR'=CH2[вбк]
RS^ через.ССН2
_V
Ph2CHSx ,186л]
Ph
Ph—
4
RRiC=C=S
1. PhLi
2. CO2
RR'C=
=C—SPh Ao2h
[86м]
RRiC=C=S
PhLi
MeOH
RR’C=
=CHSPh
[86m]
w-PrCH(SMe)2
H3PO4 или Cu+
EtCH=
=CHSMe
[86h]
S(O)Me
MeSCHCH2CH(NHs)CO7
RfeCSR1
RC=CSR' RC=CSR' PhSCHCl»
НагреваниеМе8СН=СНСН(МНз)СО2[86o]
LiAlH4RCH=CHSR' (транс)[86n]
CuHRCH=CHSR* (цис)[86n]
R2MgX, CuClRCH=CR2SR’[86p]
трет-BuOKPhSCCl=CClSPh[86т]a
0
RS(CH2)4SR'
(через PhSCCl)
Ac2ORSCH=CH(CH2)2SR1[86t]
(перегруппировка
Пуммерера и элиминирование)
л См. также разд. П.4.2.3.
табл. 11.4.8—11.4.10, а также на схемах 60—66, иллюстрирующих использование винилсульфидов в синтезе.
Реакции винилсульфидов
Алкены с алкилтиогруппой у двойной связи вступают не только в реакции присоединения, но и в реакции замещения. К числу необычных реакций винилсульфидов, отличающих их от простых
. тгятся реакции образования карбанионов и ацилиро- алкенов, относя 1 ция указыВает па некоторое сходство ви- ванпя. По^" спаРмииамп. Именно сочетание способности к ста- нплсульфпдов k последующей возможностью гидролити- билизании кар^ и^ образованием карбонильных ческого Рас^"7рЖ1,т в ОСНОВе использования випилсульфидов в производных п ЛСЛЧ1 2-метилтиоакрилаты вступают ситезе. Как показано на «еме^о^^ ^ предстаоле„ мет0„
пгттТтТТГГ*Фила ArSCHe=CH2 в ArSCH=CHR через Х^тв™^'сульфамид по реакции типа реакции Михаэля с использованием реагента Гриньяра.
COoMe(MeS)2c(cp2)2COXCOoMe(MeS)2c(cp2)2COXОУ У MeOgCC^CH^^COXОУ У MeOgCC^CH^^COX
COoMe
(MeS)2c(cp2)2COX
COoMe
(MeS)2c(cp2)2COX
О
У У MeOgCC^CH^^COX
О
У У MeOgCC^CH^^COX
/-HgCl2, H20, MeCN или TiCh, HgO, H2O, MeCN(R> = H) [89]; 2 -№ (R = Me) [906]; 3 - (CF3CO)2O (R2 — H) [60e]; 4 - eW-BuLi, -78 C 11^- ГМФТА (R1—R2—H); 5 - Ni Ренея; 6 - Me2CuLi (R = Ph, R1 = Me, R2 = СОгыл 7-присоединение по Михаэлю СН2СОХ (R1 = СО2Ме, R2 = Н); 8 - циклопентадиен (R1 = R2 = Н, R = Me) [91]; 9 — R3SH, НО [89]; 10— (изо-Рфм • MeCeH4SO2SMe [87j; // — NEC, Н2О, MeCN.
TsNCl Na'
ArSCH2Ll—"
rch2cho (61)rch2cho (61)СНзСНО ArSCH=CH2
rch2cho (61)
rch2cho (61)
NTsi.r'sh.hci
аАсИ-СН,ArSCH-CHR 4™^*
На схеме 62 [92] дан пример алкилирования по одному из а-положенпи алифатического кетона, у которого другое а-положе- ние защищено; этот пример демонстрирует стабильность винил- сульфиднои группы и ее неспособность претерпевать замещение по р-углеродному атому.
Восстановление винил сульфидов избытком гидрида металла или щелочными металлами в аммиаке или алкиламинах (см. разд. 11.3.3.4) вызывает расщепление С—S-связи, например:Восстановление винил сульфидов избытком гидрида металла или щелочными металлами в аммиаке или алкиламинах (см. разд. 11.3.3.4) вызывает расщепление С—S-связи, например:PhCHMeSCH:=CH2 —> PhCHMeSHPhCHMeSCH:=CH2 —> PhCHMeSH11.4.4.3. Применение винилсульфидов в синтезе11.4.4.3. Применение винилсульфидов в синтезеРазработаны многие пути использования винилсульфидов в синтезе карбонильных соединений и, в частности, для введения метильной группы в a-положение к карбонилу (см. схемы 60—66).Разработаны многие пути использования винилсульфидов в синтезе карбонильных соединений и, в частности, для введения метильной группы в a-положение к карбонилу (см. схемы 60—66).MeSCRLiP(O)(OEt)2 R\ I II>С—С—P(OEt)2R'/ I IНО SMeMeSCRLiP(O)(OEt)2 R\ I II>С—С—P(OEt)2R'/ I IНО SMeнагревание донагревание до50 °C50 °C
Восстановление винил сульфидов избытком гидрида металла или щелочными металлами в аммиаке или алкиламинах (см. разд. 11.3.3.4) вызывает расщепление С—S-связи, например:
Восстановление винил сульфидов избытком гидрида металла или щелочными металлами в аммиаке или алкиламинах (см. разд. 11.3.3.4) вызывает расщепление С—S-связи, например:
PhCHMeSCH:=CH2 —> PhCHMeSH
PhCHMeSCH:=CH2 —> PhCHMeSH
11.4.4.3. Применение винилсульфидов в синтезе
11.4.4.3. Применение винилсульфидов в синтезе
Разработаны многие пути использования винилсульфидов в синтезе карбонильных соединений и, в частности, для введения метильной группы в a-положение к карбонилу (см. схемы 60—66).
Разработаны многие пути использования винилсульфидов в синтезе карбонильных соединений и, в частности, для введения метильной группы в a-положение к карбонилу (см. схемы 60—66).
MeSCRLiP(O)(OEt)2 R\ I II
>С—С—P(OEt)2
R'/ I I
НО SMe
MeSCRLiP(O)(OEt)2 R\ I II
>С—С—P(OEt)2
R'/ I I
НО SMe
нагревание до
нагревание до
50 °C
50 °C
Rx/RRx/RR'/^МеR'/^МеHgCl2, Н2Ог >MeCNHgCl2, Н2Ог >MeCNRx^СН—COR R'/Rx^СН—COR R'/(63)[93](63)[93]2(32(3
Rx/R
Rx/R
R'/^Ме
R'/^Ме
HgCl2, Н2Ог >
MeCN
HgCl2, Н2Ог >
MeCN
Rx
^СН—COR R'/
Rx
^СН—COR R'/
(63)
[93]
(63)
[93]
2(3
2(3
НСО2Ме,Tper-CsHnONaTsCI, н-BtiSHНСО2Ме,Tper-CsHnONaTsCI, н-BtiSHMe2CuLlMe2CuLl(90](90]00NaBH4 [97]NaBH4 [97]PhSCH2LiPhSCH2LiLi, NH3 [96]Li, NH3 [96]R1+ -IMe2S—CH2«-BuSCH=C—COR —R1+ -IMe2S—CH2«-BuSCH=C—COR —OHOHH3O*H3O*(65)(65)(66)(66)
НСО2Ме,Tper-CsHnONa
TsCI, н-BtiSH
НСО2Ме,Tper-CsHnONa
TsCI, н-BtiSH
Me2CuLl
Me2CuLl
(90]
(90]
0
0
NaBH4 [97]
NaBH4 [97]
PhSCH2Li
PhSCH2Li
Li, NH3 [96]
Li, NH3 [96]
R1+ -
IMe2S—CH2
«-BuSCH=C—COR —
R1+ -
IMe2S—CH2
«-BuSCH=C—COR —
OH
OH
H3O*
H3O*
(65)
(65)
(66)
(66)
В этих схемах присутствуют уже знакомые по предыдущим разделам стадии гидролитического или восстановительного расщепления С—S-связи. Метод расщепления с помощью HgCU HgO Н2О и TiCU — Н2О (в присутствии HgO или без него) не всегда дает удовлетворительные результаты при получении альдегидов из винилсульфидов [88, 89]. В некоторых случаях для осуществле ния этого превращения с хорошими выходами лучше сначала пр соединить RSH и далее подвергнуть гидролизу полученный а" килтиоалкилсульфид [89]. Превращение винилсульфида в к ^ при синтезе циклопентанона (см. схему 104) осуществляется ствием 20%-ной НС1 в диоксане; в этом случае гидролиз, лизируемый солями Hg2+, дает плохие результаты.
Аллилсульфиды. Получение, свойстваи применение в синтезе
Характерным свойством аллилсульфидов является их_^пп0СТ. ность образовывать карбанионы, используемые далее ана роения С—С-связп (уравнения 67, 68). В уравнении а [99], начальная стадия синтеза сесквитерпенов ряда герма Р как а в уравнении 68 — использование пренилфенилсульу а 214
исходного вещества в синтезе фуранотерпенов [100].исходного вещества в синтезе фуранотерпенов [100].ООНа схемах 69—71 [101 —105] показаны другие примеры синтезов, включающих стадии образования карбаниона, его последующего алкилирования и перегруппировки. Карбены способны присоединяться по атому серы (уравнения 69, 70), внедряться в аллильную С—S-связь, а также присоединяться по двойной связи углерод—углерод.
исходного вещества в синтезе фуранотерпенов [100].
исходного вещества в синтезе фуранотерпенов [100].
О
О
PhSCH—С=СН2 + (МеО2с)2С: —£ ^с(СО2Ме), PhV (МеО2с)2С—СН2СК’=СННPhSCH—С=СН2 + (МеО2с)2С: —£ ^с(СО2Ме), PhV (МеО2с)2С—СН2СК’=СНН(70)
PhSCH—С=СН2 + (МеО2с)2С: —£ ^с(СО2Ме), Ph
V (МеО2с)2С—СН2СК’=СНН
PhSCH—С=СН2 + (МеО2с)2С: —£ ^с(СО2Ме), Ph
V (МеО2с)2С—СН2СК’=СНН
С105]
SPh
Синтез аллилсульфидов из р-оксосульфидов, включающий стадию внутримолекулярной перегруппировки, показан на схеме 89 (см. разд. 11.4.6.2).
Аллильная С—S-связь в алкилаллилсульфидах может подвергаться восстановительному расщеплению под действием Li— EtNH2 (и менее эффективно или менее селективно при обработке другими реагентами типа металл — амин); прекрасный пример использования карбаниона, образующегося из аллилсульфида, был
продемонстрирован в схеме синтеза ювенильного гормона Сес рш из 4-тиациклогексанона (схема 71) [101].г°
СН2ОНСН2ОНСН2ОНСН2ОНСО2МеСО2Ме
СН2ОН
СН2ОН
СН2ОН
СН2ОН
СО2Ме
СО2Ме
Тиоперегруппировка Кляйзена для карбанионов аллилсульфи- дов с последующими S-метилированием и расщеплением связи С (аллил)—S (или ее гидролизом) является удобным путем син< теза алифатических природных продуктов (схемы 72 [102], 73 [103]). Аналогичные перегруппировки [104, 105] приведены на схемах 69, 70 (см. также разд. 11.2.1.1, схема 5).
но(сн2)41. и -ВиТЛ\2.НО(сН^Вг^но(сн2)41. и -ВиТЛ\2.НО(сН^Вг^но(сн2\но(сн2\
но(сн2)4
1. и -ВиТЛ\
2.НО(сН^Вг^
но(сн2)4
1. и -ВиТЛ\
2.НО(сН^Вг^
но(сн2\
но(сн2\
l.x-BuLi2.EtCH=-CHCH2Brl.x-BuLi2.EtCH=-CHCH2Br(72)'(72)'(73)(73)ЕЮЕЮ
l.x-BuLi
2.EtCH=-CHCH2Br
l.x-BuLi
2.EtCH=-CHCH2Br
(72)'
(72)'
(73)
(73)
ЕЮ
ЕЮ
'—h но(сн2)4сн=сн(сн2)2снопропилур ^пракс)
EiCH=CHCH,EiCH=CHCH,
EiCH=CHCH,
EiCH=CHCH,
ЕЮ'
У EtCH=CHCH2CO(CH2)2CHO —У —У Ч«о-Жасмон
Хлорирование аллилсульфидов с помощью трихлоризоци^^^ вой кислоты дает у-хлоралкенилсульфиды [88] (уравне
применяемыеприменяемыев синтезе как синтоны (эквиваленты) акролеина.
применяемые
применяемые
PhSCHRCH=CHR' —> PhSCR=CHCHR’Cl(74)
v Присоединение альдегидов к аллилсульфидам в присутствии оснований дает б-гидрокси-аф-непредельные сульфиды (уравнение 75) [106].
RCHO + R!R2C=CR3CH2SR< —> RCH(OH)—CR’R2—CR3—CHSR4 (75)
11.4Л.5. Сульфиды ацетиленового ряда (алкилтиоалкины)'
Обработка ацетиленида меди аренсульфенилгалогенидами дает алкиниларилсульфиды; аналогичные соединения образуются в результате формальной реакции элиминирования (см. табл. 11.4.11).
Таблица 11.4.11. Получение алкил{арил)тиоалкинов
Исходное вещество
Реагент
Продукт реакции
Литература
(RC=C)2 Cu2+
ArSCl
RC=CSAr
[106a]
MeS—Q—SMe
MeLi
(MeS)2C=CHC=CSMe
[1066]
S
ClCH=CClSAr (EtO)2CHC=CLi
LiNR2
MeS SMe
R2NC=CSAr (EtO)2CHC=CSMe
[106b]
[106r]
Примеры использования 1-алкилтиоалкинов в синтезе приведены в табл. 11.4.12 и схемах 76 [109], 77 [ПО].
Li+
MeSC=CCH(OEt)2MeSC=CCH(OEt)2LlNEt2ТГФLlNEt2ТГФMeSC=C=C(OEt)2MeSC=C=C(OEt)2RXHgCl2, MeOH^RXHgCl2, MeOH^
MeSC=CCH(OEt)2
MeSC=CCH(OEt)2
LlNEt2ТГФ
LlNEt2ТГФ
MeSC=C=C(OEt)2
MeSC=C=C(OEt)2
RX
HgCl2, MeOH^
RX
HgCl2, MeOH^
HgCI2, MeOHHgCI2, MeOH(77)(77)
HgCI2, MeOH
HgCI2, MeOH
(77)
(77)
—► RCOCH2CO2Me(76)
R+ R
MeSC=CCH2OMe “^^^ > MeSd=C=CHOMe -^-> MeSC=cHCHO
l.LINEt2, ТГФ2? R'COR’
RCOCH2CH(OMe)2
Исходное вещество
Реагенты
Продукт реакции
Питера
RC^CSMe
MeSC=CC= RC=CSp'
RSfeCR1
E R2CuMgX или R2CuLi
21 MeI> ° °C
-CEt PrLi
R2CO2H, HgO
L R2COCOR2, h^
^R'C=C(SMe)]2CuM<TX
^cEc&^,c^'
Oru2C^S^' 1церез
RCH=C(SR ')OCOR2]
RSC=CR'
R2OC COR2
^S\/R1
] тУРа
[110aJ
(11061
[1 Юв]
fHOr]
2.
SnCl2
R2—
Г
/R2
EtSC=CH
PhSC=CNEt2
1.
2.
BF
RMgX
H2O, или I?, или co2
*3
0 RCH=CSEt
MgX
ИЛИ или RCH=C(SEt)CO2H
[НОд]
MeSCsCSMe
^*2^
PhS
1
[ИОе]
■ RR'C=s, Av (> 540 нм)
RR'C=
1\Г,12
C(SMe)CSSMe через
[НОж]
Н»Я, некоторые из котпг? УЯЮТ ° разлнчные реакции присоедине- реакциями аналогичных^1^ Довольно необычны по сравнению с заместителя. В оечтна- алкИнов> не имеющих серусодержащего исходит замещение \ г, Х С ЛИТПИ0РГаническими соединениями про- реагентов Гпинкяп^ " КНЛ1иогРуппы, в то время как при действии ванием а-каобптт пРотекают реакции присоединения с образо-
Пропнн-2-илс(™- табл- IL4J2)-
основаниями могмт „ ?Ы ^пР°паРГилсульфиды) при обработке (Уравнение 78) Г107 зомернзоваться в сульфиды алленового ряда под дейетпио» в т аналогнчиый процесс может происходить ПаРгнл (тиенил-3) I2 ЭКВ) В эФиРе (уравнение 79) [108]. Про- сульфиды претерпевают как циклизацию, так и
тповариант перегруппировки ние 80) [111]-
rC=CCH2SCH2C=CR
Кляйзена с циклизацией (уравне-Кляйзена с циклизацией (уравне-(78)(78)RCH=C=CHSCH=C=CHRRCH=C=CHSCH=C=CHRRSCH2C=CCH2SR —> CH2=C=C=CHSR + CH3=CHC=CSR (79)RSCH2C=CCH2SR —> CH2=C=C=CHSR + CH3=CHC=CSR (79)11.4.5. ГИДРОКСИАЛКИЛСУЛЬФИДЫ11.4.5. ГИДРОКСИАЛКИЛСУЛЬФИДЫа-Гидрокспалкнлсульфнды (гемитиоацетали) образуются в виде анионов RR1C(O')SR2 в равновесии с альдегидами или кетонами (RCOR1) и тиолят-анпоном R2S~. Эти соединения вкратце упомянуты в разд. 11.4.1 при рассмотрении более стабильных тио- ацеталеп.
Кляйзена с циклизацией (уравне-
Кляйзена с циклизацией (уравне-
(78)
(78)
RCH=C=CHSCH=C=CHR
RCH=C=CHSCH=C=CHR
RSCH2C=CCH2SR —> CH2=C=C=CHSR + CH3=CHC=CSR (79)
RSCH2C=CCH2SR —> CH2=C=C=CHSR + CH3=CHC=CSR (79)
11.4.5. ГИДРОКСИАЛКИЛСУЛЬФИДЫ
11.4.5. ГИДРОКСИАЛКИЛСУЛЬФИДЫ
р-Гидроксиалкилсульфиды образуются в результате реакций раскрытия цикла оксиранов действием тиолят-анионов [112, ИЗ] (уравнение 81) [113] или при реакциях а-сульфенилкарбанионов с карбонильными соединениями [114, 115] (уравнения 82 [114], 83 [115]). Восстановление легко доступных Р-оксоалкилсульфидов дает р-гидроксиалкилсульфиды (см. разд. 11.4.6).
MeMe
|RSH(H36.)I
CH^CH-CCH2 —> CH2=CH—C—CH2OH
\ /I
ОSR
|RSH нли RSNa(g|)
Me
ch2=ch—c—ch2sr
Ah
oh
Tx^ir. (phS)2CHLi _ [MeLI
RCHO RCH—CH(SPh)2 > RCOCH2SPh (82)
nHO SPh
PhSCR2R3Li R\ I | /R
RCOR1 > /C-Cx(83)
RiZ \R3
.1. Реакции гидроксиалкилсульфидов.
Применение в синтезе
рыеОсплгпдН6 Р-г»дР°^иалкилсульфидов дает сульфоксиды, кото- работке rnnau подвергаться перегруппировке Пуммерера при об- горячим уксусным ангидридом (уравнение 84) [116].
Окисление р-гидроксиалкилсульфидов тстраацетатом свинца ацетали; эту реакцию используют как метод расщепления кетоц67 (см. схему 85) [117].Ов
ОНОН ООАс ОАсRCHCH2SR1 —► RCHCH2SR1 —> RCH—CHSR1ОНОН ООАс ОАсRCHCH2SR1 —► RCHCH2SR1 —> RCH—CHSR1КОНКОНОНОНннРЬ(оАс)4РЬ(оАс)4
ОНОН ООАс ОАс
RCHCH2SR1 —► RCHCH2SR1 —> RCH—CHSR1
ОНОН ООАс ОАс
RCHCH2SR1 —► RCHCH2SR1 —> RCH—CHSR1
КОН
КОН
ОН
ОН
н
н
РЬ(оАс)4
РЬ(оАс)4
ОКСОАЛКИЛСУЛЬФИДЫ
К оксоалкилсульфидам обычно относят соединения, к?т°^^ содержат оксогруппу и серу(П), разделенные по крайней р одним атомом углерода (например, р-оксоалкилсульф RCOCHR^R2); однако иногда тиоэфиры RCOSR’ наз“чпсЬ а-оксоалкилсульфидами. Эти эфиры ранее уже РассматРвкраТце как производные тиолов, в настоящем разделе они лишь Р упоминаются.к и р-
Более важны р-оксоалкилсульфиды. Эти соеДинения’ раз- дикетоны, легко алкилируются, так как метиленовое з ’пуделяющее карбонильную группу и сернистую функцию, ьфНды ется обеими этими группировками. Однако Р'окс°алкирТоНЫ, по- находят более разнообразное применение, чем р-дик чйЫми скольку расщепление С—S-связи может проводиться р ‘ гмен- реагентами с образованием разнообразных структурнь v ТОВ.
а-Оксоалкнлсульфиды RCOSR1 (тиолоэфцры, эфиры алкантио- s-кислот) могут быть получены обычными методами аци- пипования тиолов и алкилирования тиокислот (а в отдельных случаях и из гетероциклов; см. разд. 11.1.2.5). Методы получения «-оксоалкилсульфидов приведены в табл. 11.4.13.
Таблица 11.4.13. Получение а-оксоалкилсульфидов
Исходное вещество
Реагенты
Продукт реакции|
Литература
RSH
R*CO2H, диэтилцианофосфат (или дифенилазидофосфат), Et3N
R‘COSR
[H7a]
RSH
R'COR2, превращенный в TsNHN=CRlR2
HCN + НС1 а
Пиролиз. 4. Гидролиз
R‘R2CHCOSR
[1176]
RST1
(EtO)2P(O)Cl, r1co2h
R‘COSR
[117b
RST1
R‘COC1
R'COSR
[117г
RSSR
RlCHO, /iv
R'COSR
[117д
RSB(Bu-h)2
RlCOR2, R3R4CC1COC1, HCHO
R‘R2C(OH)CR3R4COSR
[H7e]
На этой стадии образуется TsNHNH—CR1R2(SR)=NH2 Cl-.
Р-Оксоалкилсульфиды получают сульфенилированием кетонов (см. табл. 11.4.14), а у-оксоалкилсульфиды — присоединением тиолов или H2S к аф-ненасыщенным кетонам (уравнение 86) [118]; необычная последовательность реакций, приводящая к ме- тионалю, показана в уравнении 87 [119]. Некоторые общие методы синтеза сульфидов (см. разд. 11.3.2) вполне пригодны для
Таблица 11.4.14. Получение ^-оксосульфидов
Исходное вещество
Реагенты
Продукт реакции
Литература
rch2cor
RCH=CROSiMe3
RCH(COR)Br
RCOCOR
RSSR
MeLi, ArSCl
AgSCF3
1. Et3P
RCH(COR)SR RCH(COR)SR RCH(COR)SCF3
RC=CR
[119a, 6] [119b] [119r]
[И9д]
0\ /°
PEt3
R’SCl
HSiCl3, h-Bu3N
RCOCC1R—SR1 RCOCHRSR1
РЬзР-СН2, ТГФРЬзР-СН2, ТГФH2, 5% Pd/CTsOH, води. ТГФH2, 5% Pd/CTsOH, води. ТГФMeMeMeMeMeMe
РЬзР-СН2, ТГФ
РЬзР-СН2, ТГФ
H2, 5% Pd/C
TsOH, води. ТГФ
H2, 5% Pd/C
TsOH, води. ТГФ
Me
Me
Me
Me
Me
Me
получения Р", у- и высших гомологов оксоалкилсульфидов
PhCH=CHCOMe + H2S —> MeCOCH2CH-S-CHCH2COMe ,H2SO4+ CH2=CHC1
MeSCH2Cl ► [MeSCH2]>
- СГH2O
—> MeSCH2CH2CHCl2 > MeSCH2CH2CHO,й7.
Реакции оксоалкилсульфидов.Применение в синтезе
Из «-оксоалкилсульфидов при действии (wso-Pr)2NLi при —78 °C образуются еноляты сложных эфиров RR1C=C(O~Li+)SR2, которые реагируют с кетонами с образованием р-гидрокси-а-оксоалкил- сульфидов [120]. При реакции «-оксоалкилсульфидов с R2CuLi с высокими выходами получаются кетоны, при этом не образуется третичный спирт за счет конкурирующей атаки по карбонильной группе [121]. На основе этой реакции осуществлен синтез феромона таракана (схема 88) [122].
LiCu[(CH2)gOCHMeOEt]2
Me(CH2)17COSPh
Me. _
Me(CH2) 17CO(CH2)6OCHOEt
CH2 Me
—-> Me(CH2)17C(CH2)6OCHOEt
—> Me(CH2)17CH(CH2)6OH —> Me(CH2)17CH(CH2)6CHCOMe (88)
Реакции р-оксоалкилсульфидов, включая примеры использования их в синтезах, приведены на схемах 89—93. На схеме 89 показаны реакции, позволяющие перемещать ArS-группу по цепи на один атом за счет 1,2- и 1,3-сдвигов.
1. NaH
2. Mel >
3. NaBH4
дневной свет или 100 °C в темноте
(1,3-аллильный сдвиг)
н-СъНиСНО
1. СдНцКНг в CgHg
CHO
(«зо-РЩМЫ. ТГФ, О °C
PhSSPh
TsOH, CeHe (1,2-сдвиг)
(89)
[124]
«-Bu—CHS Ph
1. С6НцМН2 в C?He
2. («®o-Pr)2NLi-TI_^_£
CHO
H'Btix^ PhS^
NaBH4
н-BuLi, ТГФ
3. PhCOCl
4. LI, NH3, Et2O
(±)-аллетролон
(уравнение 96) [129](уравнение 96) [129]R1IPhPI(CH2)3NMe2]2RCOSCHCOR2 R1IPhPI(CH2)3NMe2]2RCOSCHCOR2 RN=CR1SCH2COArRN=CR1SCH2COArO" R1RCC—COR2 —> RCOCHR'CORz (95)s(ЕЮ)зРO" R1RCC—COR2 —> RCOCHR'CORz (95)s(ЕЮ)зР* RNHCR^CHCOAr* RNHCR^CHCOAr(96)(96)
(уравнение 96) [129]
(уравнение 96) [129]
R1
IPhPI(CH2)3NMe2]2
RCOSCHCOR2
R1
IPhPI(CH2)3NMe2]2
RCOSCHCOR2
RN=CR1SCH2COAr
RN=CR1SCH2COAr
O" R1
RCC—COR2 —> RCOCHR'CORz (95)
s
(ЕЮ)зР
O" R1
RCC—COR2 —> RCOCHR'CORz (95)
s
(ЕЮ)зР
* RNHCR^CHCOAr
* RNHCR^CHCOAr
(96)
(96)
Уравнение 94 [123] иллюстрирует применение Диан1-карбоксилалкилсульфида для образования связи углерод^ °Народ.угле'
Реакции вытеснения серы из а-оксоалкил-р-оксоалкилсул^ дов (уравнение 95) [128] осуществляются благодаря легкости которой подобные органические соединения серы превращаются ° тиираны, и высокой активности соединений фосфора (Щ) в р в циях десульфуризации. В синтезе коринов используется аналоги? ная стадия вытеснения серы (уравнение 96) [129]
Новый путь к а-фенилтиокарбоновым кислотам основан на перегруппировке Кляйзена аллил-а-фенилтиоацетатов (схема 97) [130]. Продукты этой перегруппировки могут далее превращаться в р.у-ненасыщенные альдегиды и (Z)-диенкарбоновые-2 кислоты, которые относительно трудно доступны.
I. (изо-Рг)2МЩ2. Me3SiCl, йэ0^2 н. HCII. (изо-Рг)2МЩ2. Me3SiCl, йэ0^2 н. HCII. ch2n2 ^I. ch2n2 ^2. ЫаЮ43. NaOAc, Ас2О, Д2. ЫаЮ43. NaOAc, Ас2О, Д(97)(97)
I. (изо-Рг)2МЩ
2. Me3SiCl, йэ0^
2 н. HCI
I. (изо-Рг)2МЩ
2. Me3SiCl, йэ0^
2 н. HCI
I. ch2n2 ^
I. ch2n2 ^
2. ЫаЮ4
3. NaOAc, Ас2О, Д
2. ЫаЮ4
3. NaOAc, Ас2О, Д
(97)
(97)
(уравне-
Расщепдение алициклических а-алкилтиокетоновJM> ио
ния 98 [131] и 99 [132]) кажется особенно привлекат ^10щцх скольку эти реакции можно проводить в условиях, hcv возможность окисления.
И.4.7. ГАЛОГЕНАЛКИЛСУЛЬФИДЫ
Недавние исследования, показавшие, что хлорметилсульфиды могут служить источниками алкилтио- и арилтиокарбенов, вновь стимулировали интерес к этому классу полифункциональных сульфидов, реакционная способность которых ранее казалась достаточно изученной.
Методы получения галогеналкилсульфидов
Для синтеза сс-галогеналкилсульфидов обычно используют SC12 [133], SO2CI2 [134], N-хлорсукцинимид [133], 3-(дихлор- иодо)пиридин [135]. Эти реагенты превращают алкилсульфиды RSH2R‘ в а-хлорпронзводные RSCHC1R'; PCL превращает диме- тилсульфид в MeSCHCls [136], а тиоформиат HCOSR —- в RSCHC12 [137].
Хлорирование алкил сульфидов хлором [135] может происходить по механизмам типа Д1сВ или £2 (схема 100); при этой реакции может получаться также некоторое количество а,а-дихлор- алкилсульфида [134].
RSCH2R —> RSCH2RRS—CHRRS=CHR
Al Al Al
|-HQ1I(100)Cl|-HQ1I(100)Cl++ СГ /RS=CHR <-> RSCHR —> RSCHR++ СГ /RS=CHR <-> RSCHR —> RSCHRp-Хлор алкил сульфиды л фенилхлорида к алкенам.p-Хлор алкил сульфиды л фенилхлорида к алкенам.8 3u«. 4978 3u«. 497егко получаются присоединением суль-Дихлорсульфан SO2 при реакции сегко получаются присоединением суль-Дихлорсульфан SO2 при реакции с
|-HQ1I(100)
Cl
|-HQ1I(100)
Cl
++ СГ /
RS=CHR <-> RSCHR —> RSCHR
++ СГ /
RS=CHR <-> RSCHR —> RSCHR
p-Хлор алкил сульфиды л фенилхлорида к алкенам.
p-Хлор алкил сульфиды л фенилхлорида к алкенам.
8 3u«. 497
8 3u«. 497
егко получаются присоединением суль-Дихлорсульфан SO2 при реакции с
егко получаются присоединением суль-Дихлорсульфан SO2 при реакции с
СО2НСО2НОМежфазный катализ.оОМежфазный катализ.о1. MeSCH2I1. MeSCH2IТаблица 11.4.15. Реакции а-галогеналкилсульфидов
СО2Н
СО2Н
О
Межфазный катализ.
о
О
Межфазный катализ.
о
1. MeSCH2I
1. MeSCH2I
Исходное вещество
Реагенты
Продукты реакции
Литера. тУРа
PhSCH2Cl
NaOH (водн.), CH2C12,
PhNMe3 СГ a
Rx/R
)c==c(
R*/^R
трет-ВиОК
R\zR2
)C=C^
R[/\R8
[PhSCH]
[137a]
MeSCHCh
н/ Xri
[MeSCCl]
MeS.yCl
.C=C-|~
СИ^SMe
(основной продукт)
Px/R1
MeS^/^yR2
[1376]
ArCH2SCHClAr
ArCH2SCCl2Ar ^^xCH2SR
PhCH2CO2H
трет-ВиОК, PPh3
трет-ВиОК, PPh3
N-Хлорсукцинимид
HgO, BF3 • Et2O
PhCH2SCH2Br
Окисление
Нагревание
С1/\Ra
ArCH=CHAr (транс) через
ГАгНСCHArl
LJ
ArC^CAr
^/^CHCISR
CO2H
PhCHCH2SCH2Ph
Сульфоксид
PhC«CH2
[137b]
[137r] [137д]
[13Tel
РеагентыРеагентыПродукты реакцииПродукты реакцииЛитера-тураЛитера-тураMel, NaHCO3Mel, NaHCO3CH2CH2PhCHOrCONHR1PhCHOrCONHR1ArSCH2Cl, rper-BuOK, ДАБЦОMeSCH2Cl, CF3CO2HNi РенеяArSCH2Cl, rper-BuOK, ДАБЦОMeSCH2Cl, CF3CO2HNi РенеяRCONR!GH2SMeRCONR!GH2SMeRCONR*Me и (RCONH)2CH2 (при R1 =H)RCONR*Me и (RCONH)2CH2 (при R1 =H)[137a][137и][137a][137и]
Реагенты
Реагенты
Продукты реакции
Продукты реакции
Литера-тура
Литера-тура
Mel, NaHCO3
Mel, NaHCO3
CH2
CH2
PhCHO
rCONHR1
PhCHO
rCONHR1
ArSCH2Cl, rper-BuOK, ДАБЦО
MeSCH2Cl, CF3CO2H
Ni Ренея
ArSCH2Cl, rper-BuOK, ДАБЦО
MeSCH2Cl, CF3CO2H
Ni Ренея
RCONR!GH2SMe
RCONR!GH2SMe
RCONR*Me и (RCONH)2CH2 (при R1 =H)
RCONR*Me и (RCONH)2CH2 (при R1 =H)
[137a]
[137и]
[137a]
[137и]
диенами дает ряд продуктов, получение которых может быть объяснено с точки зрения промежуточного образования тиираниевых солей (уравнения 101 [138], 102 [139]).
Реакции галогеналкилсульфидов
Использование а-галогеналкилсульфидов в синтезе развивается в трех направлениях, отражающих основные особенности их реакционной способности: 1) образование циклопропилсульфидов, обусловленное карбеноидным характером этих соединений; 2) реакции вытеснения серы, протекающие через образование ти- иранов при действии оснований и в некоторых случаях путем десульфуризации; 3) гомологизация на один атом углерода, происходящая при нуклеофильном замещении галогена и последующем расщеплении С—S-связи. Эти реакции представлены в табл. 11.4.15. Применение хлоралкилсульфидов для введения серу- содержащих защитных групп рассмотрено в разд. 11.3.3.7.
а-АЛКИЛТИОАЛКИЛФОСФОНИЕВЫЕ СОЛИИ РОДСТВЕННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Одновременная активация метинной группы соседним атомом серы и фосфорсодержащей функциональной группой показана на схеме 103 [140]. На схеме 104 [141] представлен синтез циклопентанона с использованием в качестве алкилирующего агента 1-алкилтиоциклопропилтрифенилфосфониевой соли.
SPhSPh1. (изо-Рг)гМЫ1. (изо-Рг)гМЫ,—PPh3 Br,—PPh3 BrBr"Br"PPh3PPh3'CO'COEt3O+ "BF4 >.Et3O+ "BF4 >.a. oca. ocPPh3PPh3SPhSPh'BFt'BFtNSPhNa+RC0CR‘C02Et —>ТГФ, 65 °C, 72 чNSPhNa+RC0CR‘C02Et —>ТГФ, 65 °C, 72 чPhS—C—PPh3О \CH2PhS—C—PPh3О \CH2PhSPhSRRCO2EtCO2Et20%-ная HC1диоксан, 60 °C20%-ная HC1диоксан, 60 °CR1ОR1ОCO2Et_CO2Et_CCRR1 CO2EtRR1 CO2Et(104)(104)использования сульфидов Фд^б содержащими функциональными группами приведены(см. разд. 11.4.1.8) и 11.4.8 (см. разд. 11.4.4.1).использования сульфидов Фд^б содержащими функциональными группами приведены(см. разд. 11.4.1.8) и 11.4.8 (см. разд. 11.4.4.1).Дополнительные примерыДополнительные примеры
SPh
SPh
1. (изо-Рг)гМЫ
1. (изо-Рг)гМЫ
,—PPh3 Br
,—PPh3 Br
Br"
Br"
PPh3
PPh3
'CO
'CO
Et3O+ "BF4 >.
Et3O+ "BF4 >.
a. oc
a. oc
PPh3
PPh3
SPh
SPh
'BFt
'BFt
NSPh
Na+
RC0CR‘C02Et —>
ТГФ, 65 °C, 72 ч
NSPh
Na+
RC0CR‘C02Et —>
ТГФ, 65 °C, 72 ч
PhS—C—PPh3
О \CH2
PhS—C—PPh3
О \CH2
PhS
PhS
R
R
CO2Et
CO2Et
20%-ная HC1
диоксан, 60 °C
20%-ная HC1
диоксан, 60 °C
R1
О
R1
О
CO2Et_
CO2Et_
C
C
R
R1 CO2Et
R
R1 CO2Et
(104)
(104)
использования сульфидов Фд^б содержащими функциональными группами приведены
(см. разд. 11.4.1.8) и 11.4.8 (см. разд. 11.4.4.1).
использования сульфидов Фд^б содержащими функциональными группами приведены
(см. разд. 11.4.1.8) и 11.4.8 (см. разд. 11.4.4.1).
Дополнительные примеры
Дополнительные примеры
АЛКОКСИАЛКИ Л СУЛЬФИДЫ
Ранее уже отмечалось (см. разд. 11.4.1), что а’алк°уЛ^^^ сульфиды можно использовать вместо а-алкилтиоалк! “ ^‘таК п в как для защиты и восстановления карбонильной ГР^ПП ’1Ьфидов синтезе. В настоящем разделе помимо а"алкоксиалк^ал^илсуль- рассмотрены также некоторые представители алкок фидов других типов.
Методы получения алкоксиалкилсульфидо?
Раскрытие цикла типранов под действием ^^^^сиалкпД' Р-алкоксиалкантиолы, которые превращаются в Р'а" уемых ДлЯ сульфиды с помощью стандартных методов, испо у синтеза сульфидов из тиолов (см. разд. 11.3.2.1).^ описан
Прямой путь получения а-алкокспалкилсульфид гь-ммереРУ в разд. 11.4.1.1. Перегруппировка сульфоксидов п
оодействием уксусного ангидрида в присутствии спирта приво- П0Д к а-алкоксиалкилсульфидам (уравнение 105). Другие приме- рыТ перегруппировок этого типа приведены в разд. 11.4.1.1 и П-4-5- о Ас
о
о
(105)(105)|| Ac2O |ROH
(105)
(105)
MeSMe > MeSMe OAc ► MeSCH2OR
Метилтиометиловые эфиры образуются обычно в качестве побочных продуктов при окислении спиртов в карбонильные соединения действием диметилсульфоксида [142]. Известны также более сложные примеры этой побочной реакции (см. табл. 11.4.3. разд. 11.4.1.1.).
Олигомеризация с образованием (—CH2CH2OCH2CH2S—) ю-15 наблюдается при действии диалкилфосфоната на дисульфид CH2=CHOCH2CH2S—)2 [143]. Реакция проходит через свободнорадикальный интермедиат.
АМИНОАЛКИЛСУЛЬФИДЫ
В разд. 11.4.1. были вкратце упомянуты соединения, в которых 5д3-гибридизованный атом углерода связан одновременно с атомами серы и азота. Более систематично примеры подобных соединений рассмотрены ниже. При этом почти не рассматриваются гетероциклические соединения, содержащие группировку —S—С—N—, так как их реакционная способность в большей мере отражает свойства гетероциклических соединений, чем интересующие нас аспекты химии органических соединений серы.
Методы получения аминоалкилсульфидов
Раскрытие кольца азиридинов под действием тиолятов дает Р-аминоалкилсульфиды. Обычные реакции нуклеофильного замещения в ряду галогеналкилсульфидов приводят к соответствующим аминоалкилсульфидам. На примере производных цефалоспорина показано введение алкилтиогруппы в a-положение алифатического амина (уравнение 106) [144].
PhCH=NPhCH=NI.NaHМе 2.MeSSO2MeCOgBu-rperI.NaHМе 2.MeSSO2MeCOgBu-rperMeS нPhCH=N«J 1MeS нPhCH=N«J 11. 6 и. ПС!1. 6 и. ПС!О'О'^Мя ^СЩМеоНПоО о2 В и-трет^Мя ^СЩМеоНПоО о2 В и-третМеО НМеО Нсо2нсо2н(106)(106)
PhCH=N
PhCH=N
I.NaH
Ме 2.MeSSO2Me
COgBu-rper
I.NaH
Ме 2.MeSSO2Me
COgBu-rper
MeS н
PhCH=N«J 1
MeS н
PhCH=N«J 1
1. 6 и. ПС!
1. 6 и. ПС!
О'
О'
^Мя ^СЩМеоН
ПоО о2 В и-трет
^Мя ^СЩМеоН
ПоО о2 В и-трет
МеО Н
МеО Н
со2н
со2н
(106)
(106)
рассмотрены в гл. 23.5.рассмотрены в гл. 23.5.1. H-BuLi1. H-BuLi2. RG12. RG11.Ме30 + ~ВР42. NaBH4 *1.Ме30 + ~ВР42. NaBH4 *МеМ—/„—> RCH2—> RCH2CHO + MeNHCHCH2SH (Ю7) sМеМ—/„—> RCH2—> RCH2CHO + MeNHCHCH2SH (Ю7) s(108)(108)
рассмотрены в гл. 23.5.
рассмотрены в гл. 23.5.
1. H-BuLi
1. H-BuLi
2. RG1
2. RG1
1.Ме30 + ~ВР4
2. NaBH4 *
1.Ме30 + ~ВР4
2. NaBH4 *
МеМ—/„
—> RCH2—> RCH2CHO + MeNHCHCH2SH (Ю7) s
МеМ—/„
—> RCH2—> RCH2CHO + MeNHCHCH2SH (Ю7) s
(108)
(108)
„ 9 тиазолины являются продуктами восстанов- Тиазолидины инасыщенное тиазолидиновое кольцо
ления тиазолов; ПОЛИчерез стадию образования чет-
может быть получено изщим восстановлением борогид.
вертичного ос«°“™ен„е 107) [145]. Чаще синтез тиазолидино. РИДОМ натрия (УР^"е"”„ей карбонильного соединения с р-амнно- псушествляют конденсацией рпревращение применя-
Т&олом <У=»аспект? химии тиазолнд™
лось в синтез
амида илегко п°лучены синтезом Ганча (из тио-
ходит очень’ 2 ИХ восстановление в тиазолидины про-
без томла и r идРолиз тиазолидинов также осуществляется итогом этой ₽'аминоад^™лы. Таким образом, конечным лов из тиоямип пРевРаЩений является синтез р-аминоалкантио- серы. Завепшлют/ К0Т0Рые используются как источник азота и килсульсЬиэтапом в этом варианте синтеза р-аминоал- илсульфидов является превращение тиола в сульфид.
Реакции аминоалкилсульфидов^
Правильнее всего рассматривать о'-аминоалкилсульф^Т ^^ разновидность ацеталей. Подобно ацеталям, они лег щеплением ются каталитическому гидролизу и алкоголизу с Р приме‘ связей С—S и С—N. Вследствие этого тиазолидины ‘ цистеи' некие для защиты р-аминоалкантиолов [36](наПРИ На способна), а также в синтезе альдегидов. Последний основ ровать с ности 2-метильной группы в 2,4-диметилтиазолах Р ]едИат поД' литийорганическими соединениями, после чего инт щ солей ртУ' вергается алкилированию и гидролизу в присутствг
2-М.етилтиооксазолины способны давать каР^агНкарбониль' разд. 11.3.2.3, табл. И .3.6), которые при конденсатлегк0 ными соединениями образуют соответствующий 230
2-Тиазолины уже упоминались в2-Тиазолины уже упоминались в,ттЯ₽мый в алкен. Этот же процесс может быть осуществлен превращаем имн 2.Тиазолинами; по своему результату эта пос- с соотве^^^^^ превращений является альтернативой реакции мртиленирования по Виттиту.
2-Тиазолины уже упоминались в
2-Тиазолины уже упоминались в
Дущих главах в связи с их использованием в синтезе тио-
протекаю- I [148].протекаю- I [148].ЛОВПолУдействием кипящей соляной кислоты 1- (2-аминоэтилтио) - памантан превращается в 1-хлорадамантан [147]. Другим при- vpdom необычной реакции аминоалкилсульфидов является перегруппировка S-(2-аминоэтил)-2-меркаптопиримидпнов г щая в нейтральном водном растворе (уравнение 109)
протекаю- I [148].
протекаю- I [148].
sch2ch2nh2sch2ch2nh2(109)(109)
sch2ch2nh2
sch2ch2nh2
(109)
(109)
Представитель а-аминоалкилсульфидов — гидрохлорид N-(бензоилтиометил) пиперидина— применяется как реагент для а-мер- каптометилирования кетонов (после снятия защиты) (уравнение НО) и N-метилирования сульфонамида (после десульфуризации N-меркаптометильных производных никелем Ренея) [149].
+ PhCOSCH2—HN сг+ PhCOSCH2—HN сгCH2SCOPhCH2SCOPh(ПО)(ПО)
+ PhCOSCH2—HN сг
+ PhCOSCH2—HN сг
CH2SCOPh
CH2SCOPh
(ПО)
(ПО)
1.2.1.2.ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
1.
2.
T. R. Oakes and G. W. Stacy, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 1594
Y Ogata and A. Kawasaki, J. C. S. Perkin II, 1975, 134.
n Л Cnan and B" S' Ong’ Tetrahedron Letters, 1976 319
Q99QUms’ K' G1 Grimm- and L- K- Truesdale, J. Amer. Chem. Soc., 1975, v l у О^^У.
773^ Cragg and 11 P1 N- Husband, Inorg. Nuclear Chem. Letters, 1970, 8, 2Г’298з‘ Lalancette’ K Beauregard, and M. Bhereur, Canad. J. Chern., 1971, 49, пД Р' n" C°ffen, Chem. Comm., 1967, 1089.
hH F^ese^ Ь Amer. Chem- Soc- 1954> 76- 1945.
£c6 and //. Prtgge, Annalen, 1972, 755, 177
3 D ^“^-Tetrahedron Letters, 1971, 2321.
3a. A J Cregge j T^p’ andTetrahedron Letters, 1973, 3509
36 №$№3№ RF-Rw*R»-SM- ^'iS^»' d"m-,972' ”'349-
л D Seebach and M. Braun, Angew. Chem. Internal. Edn., 1972 11
L Field and С. H. Banks, J. Org. Chem., 1975, 40, 2774.49-
46 Tohier, Bull. Soc. chim. France, 1972, 2533.
4b 5. A. Trofimov, A. S. Atuvin, N. K. Gusarova, and S. V. Amosov obshchei Khim., 1970, 40, 1428. [Б. А. Трофимов, А. С. Атавин H к r^Ur- рова С. В. Амосова -ЖОХ, 1970, 40 1428].’ rW
4r. K. Geiss, B. Searing, R. Pieter, and D. Seebach, Angew. Chem. Internal 1974, 13, 479.‘ tdn'>
4n E N Prilezhaeva, G. S. Vasilev, I. L. Mikhelashvili, and V. S
Zhur. org. Khim., 1971, 7, 1780. [E. H. Прилежаева, Г. С BacuT’ И. Л. Михелашвили, В. С. Богданов, —Ж- огр. хим., 1971, 7, 1780]681
4е. R. J. Cregge, J. L. Herrmann, and R. H. Schlessinger, Tetrahedron Lett», 1973, 2603.tters'
4ж. R. B. Woodward, A. A. Patchett, D. H. R. Barton, D. A. J. [ves
R. B. Kelley, J. Chem. Soc., 1957, 1131.
4з. M. Watanabe, K. Shirai, and T. Kumamoto, Chem. Letters, 1975, 855.
4ii. С. M. Leir, J. Org. Chem., 1972, 37, 887.
4к. P. Beak and L W. Worley, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 597.
M. Fieser and L. F. Fieser, ‘Reagents for Organic Synthesis’, Wiley-Inter- science, New York, 1969, vol. 2, p. 189. [M. Физер, JI. Ф. Физер. Реагенты для органического синтеза. Т. 2. Пер. с англ. М., Мир, 1975, см. с. ].
5а. Е. J. Corey and D. Seebach, Org. Synth., 1970, 50, 72.
E. L. Eliel and A. A. Hartmann, J. Org. Chem., 1972, 37, 505.
5b. L. Bassery, C. Leroy, and M. Martin, Compt. rend., 1969, 269C, 1131.
5г. M. Martin and L. Bassery, Compt. rend., 1975, 281C, 571.
5д. H. Bredereck, G. Simchen, and H. Hoffmann, Chem. Ber., 1973, 106 , 3725.
5e. У. Le Floc’h, A. Briault, and M. Kerfanto, Compt. rend., 1969, 268C, 1718.
5ж. M. Braun and D. Seebach, Chem. Ber., 1976, 109, 669.
6.6.5з./. Sylvestre, V. Ratovelomanan, and C. Huynh, Compt. rend., 1974, 278C, 371. E. J. Corey, N. H. Anderson, R. M. Carlson, I. Paust, E. Vedejs, I. Vlattas,
6.
6.
7.8.9.10.11.12.13.14.15.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.16.17.18.19.18.19.20.20.and R. E. K. Winter, J. Amer. Chem. See., 1968, 90, 3245
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
16.
17.
18.
19.
18.
19.
20.
20.
E. Vedejs and P. L. Fuchs, J. Org. Chem., 1971, 36, 366.
T. H. Chan and B. S. Ong, Tetrahedron Letters, 1976, 319.
A. Grob and P. W. Shiess, Angew. Chem. Internal. Edn., 1976, 6, I.
B. Quinn and J. R. Wiseman, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 6120.
S. S. Hall and A. Poet, Tetrahedron Letters, 1970, 2867.
A. Russel and L. A. Ochrymowycz, J. Org. Chem., 1969, 34, 3618.
Hagasi, M. Takaku, and H. Nozaki, Tetrahedron Letters, 1969, 3179.
T.-L. Ho and С. M. Wong, Synthesis, 1972, 561.
К. Ogura, M. Yamashita, M. Suzuki, and G. Tsuchihashi, Tetrahedron Le , 1974, 3653.
Hunt and B. Lythgoe, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 757.,
A. Olof son, S. W. Walinsky, J. P. Marino, and J. L. J er now, J- Chem. Soc., 1968, 90, 6554..[7.
Seebach, Angew. Chem. Internal. Edn., 1969, 8, 639; Synthesis, ’ gl L. A. Paquette, L. S. Wittenbrook, and V. V. Kane, J. Amer. Chem. so ., 89, 4487.37,
21.22.23.24.25.21.22.23.24.25.R. A. Ellison, W. D. Woessner, and С. C. Williams, J. Org. Chem., 2757.
21.
22.
23.
24.
25.
21.
22.
23.
24.
25.
S. Taylor and J. L. La Mattina Tetrahedron Letters,1405.
H. Hauptmannand M. M. Campos, J. Amer. Chem. Soc.,1950,/4,
D. Seebach andM.Kolb, Chem. and Ind. (London), 1974,687.
Seebach andA.K. Beck, Org. Synth., 1971. 51, 7S.дD M Silver-
A. Reece, J.O.Rodin, R. G. Brownlee, W. G. Duncan, and
26.26.stein, Tetrahedron, 1968, 24, 4249., t Fdn., I972,
26.
26.
H. Paulsen, V. Sinnwell, and P. Stadler Angew. Chem. Interna .
27.27.И, 149.'153
27.
27.
7701 771 0. Ho, and С. Л4. Wong, Canad. J. Chem., 1973,- fetters,
• F-Sher, J. l. Isidor, H. R. Taneja, and R. M. Carlson, Tetrahed 1973, 577.
' f'cA ^Ш ^ISTT^m Pcl£cr’ K- Sm“h’ E- N^isM’ nrtd T- Yoshida, 3(1. 6. Seebach, M. Kolb, and В. T. Grobel, Chern. Ber., 1973, 106, 2277
/. L. Hermann, J. E. Richman, and R. H. Schlessinger,’ Tetrahedron Letters 1973, 2599.
E. L. Eliel and A. A. Hartmann, J. Org. Chem., 1972, 37, 505.
R. J. Cregge, J. L, Herrmann, J. E. Richman, R. F. Romanet, and R. H Schlessinger, Tetrahedron Letters, 1973, 2o95.
D.'Seebach and H. Meyer, Angew. Chem. Internal. Edn., 1974, 13, 77.
E. I. Corey and S. W. Walinsky, J. Amer. Chem Soc., 1972, 94, 89321
J. F. W. Keana, in ‘Steroid Reactions’, ed. C. Djerassi, Holden-Day San Francisco, 1963, pp. 1—87.
R. B. Woodward, I. J. Pachter, and M. L, Scheinbaum, J. Org Chem 1971 36, 1137.
J. B. Jones and R. Grayshan, Chem. Comm., 1970, 741.
D. Gravel, C. Vaziri, and S. Rahal, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 1323.
T.-L. Ho, H. C. Ho, and С. M. Wong, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 791.
E. J. Corey and B. W. Erickson, J. Org. Chem, 1971, 36, 3553.
W. F. J. Huurdeman, H. Wynberg, and D. W. Emerson, Tetrahedron Letters 1971, 3449.
S. J. Daum and R. L. Clarke, Tetrahedron Letters, 1967, 165.
J. B. Chattopadhyaya and A. V. Rama Rao, Tetrahedron Letters, 1973, 3735.
Y. Tamura, K. Sumoto, S. Fujii, H. Satoh, and M. Ikeda, Synthesis 1973, 312.
L-G. Gotircy, G. Jeminet, and J. Simonet, J. C. S. Chem. Comm., 1974, 634.
M. Fetizon and M. Jurion, J. C. S. Chem. Comm.. 1972, 382.
T. Oishi, H. Takechi, K. Kamemoto, and Y. Ban, Tetrahedron Letters, 1974, 11.
К Georgian, R. Harrisson, and N. Gubtsch. J. Amer. Chem. Soc., 1959, 81 5834.
L. F. Fieser and W.-Y, Huang, J. Amer. Chem. Soc., 1953, 75, 5356.
T. Mukaiyama, Internal. J. Sulfur Chem., 1972, 7, 173.
N. S. Crossley and H. B. Henbest, J. Chem. Soc.. 1960, 4413.
W. E. Truce, D. P. Tate, and D. N. Burdge, J. Amer. Chem. Soc., 1960, 82, 2872.
В. C. Newman and E. L. Eliel, J. Org. Chem., 1970, 35, 3641.
R B. Boar, D. W. Hawkins, J. F. McGhie, and D. H. R. Barton, J. C. S. Perkin 1, 1973, 654.
J. Romo, G. Rosenkranz, and C. Djerassi, J. Amer. Chem., Soc., 1951, 73, 4961; see also Ref. 36, pp. 21—34.
D. W. Emerson and H. Wynberg, Tetrahedron Letters, 1971, 3445.
F С. V. Larsson and S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 1972, 28, 5341; see also Ref. 65.
E. J. Corey and D. J. Beam.es, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 5829.
59a E J. Corey and G. Markl, Tetrahedron Letters, 1967, 3201; D. Seebach, Chem. Ber., 1972, 105, 487.
596.0. Seebach, M. Kolb, and В. T. Grobel, Chem. Ber., 1973, 106, 2277; D. Seebach and R. Biirstinghaus, Synthesis, 1975, 461.
59в. M. Mikolajczyk, S. Grzejszczak, A. Zatorski, and B. Mlotkowska, Tetrahedron Letters, 1976, 2731.
59г. E. J. Corey and R. H. K. Chen, Tetrahedron Letters, 1973, 3817.
59д. E. J. Corey and A. P. Kozikowski, Tetrahedron Letters, 1975, 925.
F. A. Carey and A. S. Court, J. Org. Chem., 1972, 37, 1926, 4474.
60a. D. Lecadet, D Paqtier, and A. Thuillier, Compt. rend., 1973, 276C, 875.
У. Hayashi, T. Akazawa, K. Yamamoto, and R. Oda, Tetrahedron Letters, 1971, 1781.
60b. W. Adam and J.-C. Liu, J. C. S. Chem Comm., 1972, 73
60r. G. A. Wildschut, L. Brandsma, and J. F. Arens, Rec. Trav. clum., 1969, 88,
1132
A. S. Atavin A. I Mikheleva, B. A. Trofimov, G. A. Kalabin andN.P. Vasilev, Izvest.’ Akad. Nauk S. S. S. R., Ser. khim., 1971, 614 [Л. С. Атавин,
л. и. ^тЗДГ’ Л А' К°Мбт’ "' "'
5CiSP₽CXslAo.’ and Г Kamitori, Tetrahedron Letters, 1976, 1009 60е.М. H°io- R ™™T' frejd] Acta chem. Scand., 1973, 27, 2242. ’ бТп SeZch, M. Kolb, and B.-T. Grobel, Angew. Chem. Internal. Edn., 1973
997.997.Cossement, R. BinamS, and L. Ghosez Tetrahedron Letters, 1974, F I Corea and A. P. Kozikowski, Tetrahedron Letters, 1975, 925. F j co eu and R. H. K. Chen, Tetrahedron Letters, 1973, 3817. ^ShahKdY Sasson, Tetrahedron Letters, 1973, 4207.
997.
997.
1969, 88,1969, 88,66 RSJ. W. Schuijl, H. J. T. Bos, and L. Brandsma, Rec. Trav. chim.,
1969, 88,
1969, 88,
СП7
67 J. Gante and G. Mohr, Chem. Ber., 1975 108, 174.
1972, 37,1972, 37,68 R A. Ellison, W. D. Woessner, and С. C. Williams, J. Org. Chem.,
1972, 37,
1972, 37,
2757.
69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.D L. Coffen, Chem. Comm., 1967, 1089.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
1969, 88,1969, 88,P J IF. Schuijl, H. J. T. Bos, and L. Brandsma, Rec. Trav. chim.,
1969, 88,
1969, 88,
597
D. H. Holsboer and A. P. M. van der Veek, Rec. Trav. chim., 1972, 91, 349 D. L. Coffen, J. Q. Chambers, D R. Williams, P. E. Garrett, and N. D. Can- field, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 2258.
D. Seebach, Angew. Chem. Internal. Edn., 1966, 6, 442.
R. B. Manas and R. A. J. Smith, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 216.
R. E. Damon, T. Luo, and R. H. Schlessinger, Tetrahedron Letters, 1976, 2749.
A. Schonberg, J. Kohtz, and K. Praefcke, Chem. Ber., 1969, 102, 1397.
D. Seebach and A. K. Beck, Chem. Ber., 1972, 105, 3892.
D. L. Coffen, J. Heterocyclic Chem., 1970, 7, 201.
P. Stutz and P. A. Stadler, Helv. Chim. Acta, 1972, 55, 75.
81.82.83.84.85.86.81.82.83.84.85.86.A. Trofimov, N. K. Gusarova, and S. V. Amosova, Zhur. org. Khim., 1972, 8, 272 [Б. А. Трофимов, H. К. Гусарова, С. В. Амосова.—Ж. орг. хим., 1972, 8, 272].
81.
82.
83.
84.
85.
86.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
R. Н. Mitchell and V. Boekelheide, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 3510.
D. Seebach and H. Neumann, Chem. Ber., 1974, 107, 847.
K. Oshima, H. Yamamoto, and H. Nozaki, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 4446.
A. Roeding and G. Zaby, Tetrahedron Letters, 1977, 1771.
T. Kumamoto, K. Hosoi, and T. Mukaijama, Bull. Chem. Soc. Japan, 1968, 41, 2742.
H. J. Bestmann and J. Angerer, Annalen, 1974, 2085.
86a. F. Akiyama, J. C. S. Chem. Comm., 1976, 208., ,
866. D. Peterson, J. Org. Chem., 1968, 33, 780; F. A. Carey and A. Court, ibid., 1972, 37, 939; T. M. Dolak and T. A. Bryson, Tetrahedron Letters, 1977, 196 . , 86б.£. J Corey and I. I. Shulman, J. Org. Chem., 1970, 35, 777.
л ^os/ and D- E- Keeley, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 248.
86д. A S. Atavin, N. K. Gusarova, S. V. Amosova V. A. Trofimov, and G. A. A labin, Zhur. org. Khim., 1971, 7, 2386 [А.’ С. Атавин, H. К Гусарова, г » A*0C06a, Б- А. Трофимов, Г. А. Калабин, — ЖФХ, 1971, 7, 2386].
86e.£ N. Prilezhaeva, G. S. Vasilev, I. L. Mikhelashvili, and V. S. Bogdano, whun Khim-> 1971- 7> 1349 H. Прилежаева, Г. С. Василье , А1ихелашвили, В. С. Богданов, — Ж. орг. хим., 1971, 7, 1349].
Вchroth, F. Billig, and A. Zschunke, Z. Chem., 1969, 9, 184.
ос ■and R. Vessiere, Bull. Soc. chim. France, 1970, 746.
86к TR" G' Zika- J- OrK Chem-> 197°. 35> 1729-„ Soc.
86к. Л Л4. Bemer, D. Lecadet, D. Paquer, A. Thttillier, and J. Vatlle, Bull, 5 France, 1973, 1979, 1983.
86м F 4°tthardt- Tetrahedron Letters, 1971, 2343, 2345.
86h G Schaianann and W. Walter, Chem. Ber., 1974, 107, 3562. cupfehtman.
and ев’-1Е‘ P' Mikos, V. N. Petrov, B. D. Polovnikov, R. I- ]079 r r' PnV^haeva, Izvest. Akad. Nauk S. S. S. R„ Ser. khim., E1 П- Muf<om, В. H, Петров, Б. Д. Половников, P- »• Прилежаева.— Изв. АН СССР. Сер. хим., 1971, 1079].
V Rnipnovic and A. Deliac, Rec. Trav. chim., 1973, 92, 117.
86o.К. Бп1Meijer C Eylander, and L. Brandsma, Rec. Trav. chim., 1976,
уегньсу»»
P0’ Vermeer C. de Graaf, and J. Meijer, Rec. Trav. chim., 1974, 93, 24.
M Makosza and E. Bialecka, Tetrahedron Letters, 1971, 4517.
M Prokhorov, V. /. Dronov, R. V. Zainuitina, E. E. Zaeu, N. S. Lyubopy- 86T fova V I. Khvostenko, and E. G. Galkin, Zhur. org. Khim., 1974, 10, 1852 г г Ппохооов, В. И. Дронов, Г. В. Зайнуллина, Е. Е. Заев, Н. С. Любо- пытова, В. И. Хвостенко, Е Г. Галкин,— Ж. орг. хим., 1974,10,
2603.2603.R J. Cregge, J. L. Herrmann, and R. H. Schlessinger, Tetrahedron Letters,
2603.
2603.
88 Д97/ Muro, D. A. Bennett, and Т. Cohen, Tetrahedron Letters, 1975, 4433.
4437.4437.89 A J. Mura, G. Majetich, P. A. Grieco, and T. Cohen, Tetrahedron Letters,
4437.
4437.
1975, 4437.
. G. H. Posner and D. J. Brunelle, (a) J. C. S. Chern. Comm., 1973, 907; (h) J. Org. Chern., 1973. 38, 2747.
V A. Azovskaya, E. N, Prilezhaeva, and G. H. Stepanyants, Izvest. Akad. Nauk S. S. S. R., Ser. khim., 1969, 662 \B. А. Азовская, E. H. Прилежаева, Г. H. Степаняну. — Изв. АН СССР. Сер. хим., 1969, 662].
. R. В. Gammilt and Т. A. Bryson, Tetrahedron Letters, 1975, 3793.
93.94.93.94.Е. J. Corey and J. I. Shulman, J. Org. Chern., 1970, 35, 777.
93.
94.
93.
94.
T. Yamamoto, Л1. Kakimoto, and M. Okawara, Tetrahedron Letters, 1977,
1659.
95.95.G. Buchi, J. A. Carlson, J. E. Powell, and L.-F. Tietze, J. Amer. Chern. Soc., 1973, 95, 540.
95.
95.
969798.99.969798.99.R. M. Coates and R. L. Sowerby, J. Amer. Chern. Soc., 1971, 93, 1027.
96
97
98.
99.
96
97
98.
99.
R. E. Ireland and J, A. Marshall, J. Org. Chern., 1962, 27, 1615, 1620.
M. E. Garst and T. A. Spencer, J. Amer. Chern. Soc., 1973, 95, 250.
M. Kodama, У. Matsuki, and S. Ito, Tetrahedron Letters, 1976, 1121.
К. Kondo and М. Matsumoto, Tetrahedron Letters, 1976, 391.
К. Kondo, A. Negishi, K. Matsui, D. Tunemoto, and S. Masamune, J. C. S.
102.102.103.103.Chern. Comm., 1972, 1311; reactions in Scheme 31: P. L. Stotter and R. E. Hornish, J. Amer. Chern. Soc., 95, 4444.
102.
102.
103.
103.
K. Oshima, H. Takahashi, H. Yamamoto, and H. Nozaki, J. Amer. Chern. Soc, 1973, 95, 2693.
104.105.106.104.105.106.K. Oshima, HI. Yamamoto, and H. Nozaki, J. Amer. Chern Soc., 1973 95, 4446.
104.
105.
106.
104.
105.
106.
K. Kondo and 1. Ojima, J. C. S. Chern. Comm., 1972, 62.
P. A. Grieco, D. Boxier, and K. Hiroi, J. Org. Chern.. 1973. 38, 2572.
Kondo, K. Matsui, and A. Negishi, Chern. Letters, 1974, 1371.
Юба. С E. Castro, R. Havlin, V. K. Honwad, A. Malte, and S. Moje, J. Amer. Chern. Soc., 1969, 91, 6464.
o vr<K"z^ and L" Brandsma, Rec. Trav. chim., 1976, 95, 264.
n" , Belauarenne and H. G. Viehe, Tetrahedron Letters, 1969, 4761.
108.108.w Oarratt and S. B. Neoh, J. Amer. Chern. Soc.. 1975, 97. 3255
108.
108.
109. ПО.109. ПО.R. Manttone, A. Alves, P. P. Montijn, G. A. Wildschut, H. J. T. Bos, and , pa.ndsma; ^ес- Trav. chim., 1970, 89, 97; L. Brandsma, H. I. T. Bos. and med AfenSd ln, ‘Chemistry of Acetylenes’, ed. H. G. Viehe, Dekker, New York, 1969, chapter 11.
109. ПО.
109. ПО.
d" % Carlson and J. L. Isidor, Tetrahedron Letters, 1973 4819
1741 Carlson’ p- ^ J°nes, and A. S. Hatcher, Tetrahedron Letters, 1975,
1106 ?'Mei/er, and p- Vermeer, Tetrahedron Letters, 1975, 2923.
хим , 1976, 12 °229]^ КЫт" 19?6’ *2’ 229 [ C‘ И‘ Рад^-^. «РГ.
ХЖ 267 LVMPen°n PT П А‘ RObAtileR’/nd А'Л Pe/rou’ Zhur orK- Khim-’ I975> H’ 267]' Л" ° p 8’ B' A- Бобылев, А А. Петров. — Ж. орг. хим., 1975, 11,
г. A. Mosterd, Н. 1. Matser, and Н. ]. Т. Bos, Tetrahedron Letters, 1974, 4179.
no.,./. F. NorT4 лЛ. Common. О. CaM„. т1 л
p°S Mensch, ’and G. Seybold, Angew Chem., 1975, 87, 711
ПОе./?. С°'ТРп ’ег and H. J. T. Bos, Tetrahedron Letters, 1976, 209.’
IBranisrna and D. Schuijl-Laros, Rec. Trav. chim., 1970, 89, Ц0.
' G. H. Posner, D. Z. Rogets, С. M. Kinzig, and G. M. Gurria, Tetrahedron
^LZaXva ^andV. M. Albitskaya, Zhur.org. Khim 1969, 5, 612 [Г. И. Зай- ' цева, В. M. Альбицкая, —Ж-орг. хим 1969, 5, 612].
114 L Kawajima and Y. Kurata, Chem. Letters, 1972, 29
16 Г M Dolak and T. A. Bryson, Tetrahedron Letters 1977, 1961.
S. Iruichijima, K. Maniwa, and G. Tsuchihashi, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96.
^^M. Trost and K. Hiroi, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 6911, 117a. S. Yamada and Y. Yokoyama, J. Org. Chem., 1974, 39, 3302. 1176. S. Cacchi, L. Caglioti, and G. Paolucci, Synthesis, 1975, 120.
117в. S. Masamune, S. Kamata, J. Diakur, Y. Sugihara, and G. S. Bates, Canad.
J. Chem., 1975, 53, 3693.
117r S. Masamune, S. Kamata, and W. Schilling, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 3515.
117д. M. Takagi, S. Goto, and T. Matsuda, J. C. S. Chem. Comm., 1976, 92.
117e. K. Inomata, T. Kawahara, and T. Mukaiyama, Chem. Letters, 1974, 245.
E. g. F. Challenger, ‘Aspects of the Organic Chemistry of Sulphur’, Butterworths, London, 1959, p. 12.
95, 6840.Chem. Comm.,1972, 8, 199095, 6840.Chem. Comm.,1972, 8, 1990T. Ichikawa, H. Owatari, and T. Kato, J. Org. Chem., 1970, 35, 344.
95, 6840.
Chem. Comm.,
1972, 8, 1990
95, 6840.
Chem. Comm.,
1972, 8, 1990
119a. S. M. Trost and T. N. Salzmann, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 1196. P. A. Grieco and J. J. Reap, Tetrahedron Letters, 1974, 1097.
119b. S. Murai, Y. Kuroki, K- Hasegawa, and S. Tsutsumi, J. C. S.
1972, 946.
119r. L. M. Yagupolskii and 0. D. Smirnova, Zhur. org. Khim., .
119д.120.121.119д.120.121.[Л. M. Ягупольский, О. Д. Смирнова. — Ж. орг. хим. 1972, 8, 1990].
119д.
120.
121.
119д.
120.
121.
D. N. Harpp and Р. Mathiaparanam. J. Org. Chem., 1971, 36, 2540.
Wemple, Tetrahedron Letters, 1975, 3255.
122123.124.125.126.127.128.129.130.131.132.133.134.135.136.137.122123.124.125.126.127.128.129.130.131.132.133.134.135.136.137.R. J. Anderson, C. A. Henrick, and L. 3. Rosenblum, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 3654.'
122
123.
124.
125.
126.
127.
128.
129.
130.
131.
132.
133.
134.
135.
136.
137.
122
123.
124.
125.
126.
127.
128.
129.
130.
131.
132.
133.
134.
135.
136.
137.
L. D. Rosenblum, R. J. Anderson, and C. A. Henrick, Tetrahedron Letters, 1976, 419.
K. Iwai, M. Kawai, H. Kosugi, and H. Uda, Chem. Letters. 1974, 385.
P. Brownbridge and S. Warren, J. C. S. Chem. Comm., 1975. 820.
R. M. Coates, H. D. Pigott, and J. Ollinger, Tetrahedron Letters. 1974 3900.
P. G Gassman, G. D. Gruetzmacher, and T. J. van Bergen, J. Amer. Chem.
Soc., 1974, 96, 5512..
and R- H- Schlessinger, J. Amer. Chem. Soc.. 1974, 96, 370
54 710^ P" DUbS' E" G6tschi’ and A- Eschenmoser, Helv. Chim. Acta, 19/L
A. Eschenmoser, Pure Appl. Chem., 1973, 33, 69.9ko3
dP R' Milner, and J, Tideswell Tetrahedron Letters. 1975, -
f д РлПес,° and K' Hiroi’ Tetrahedron Letters. 1973, 1831.
r -Marshall and H. Roebke, Tetrahedron Letters 1970, 1555.
p?nd ^ sPr«egel, Annalen, 1971, 747^ 151.
P "-Mitchell, Tetrahedron Letters, 1973, 4395.„
FSpruegel, Annalen, 1971, 747, 151; 1971, 749, 62.
n н ugl Г' Winter- and J. Moos, Annalen, 1958, 616, 1.Q. 349.
137a Gand A- E- M. van der Veek, Rec. Trav. chim., 1972-' оцп-
R- Schneider, Tetrahedron Letters, 1975, 4247; R
1376 R д1м^Р- ^РиРоп’ J' Or&- Chem., 1975, 40, 2282.
137b p иG. Pilkiewicz. Synthesis, 1973, 209.
137r R н мРЯ tetrahedron Letters," 1973. 4395.
137д P Q ^PP6 l’ J c s Chem. Comm., 1973, 955.оПОо
G. Gassman and H. R. Drewes, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 3002.
„ и I Reich and 1. M. Renga, J. C. S. Chern. Comm., 1974, 135.
14е- V Ronald Tetrahedron Letters, 1973, 3831.
137x.R- C.„ Qnd p p Estep, Tetrahedron Letters, 1973, 1229.
Юу3 Д Bernardi, R. de Castiglione, and U. Scarponi J. C. S. Chem. Comm., 1975,
138.139.140.141.142.143.138.139.140.141.142.143.T'Lautenschlaeger, J Org. Chcrm, 1966 31, 1679.
138.
139.
140.
141.
142.
143.
138.
139.
140.
141.
142.
143.
S D. Ztman and В. M. Trost, J. Org. Chem 1973 38, 649
n S Watt and E. J. Corey, Tetrahedron Letters, 1972, 46ol.
, p' Marino and R. C. Landick, Tetrahedron Letters, 1975, 4531.
F a S Hanessian and A. P. A. Staub, Chem. and Ind. (London), 1970, 1436. R A Trofimov A S Atavin, A. V. Gusarova, S. V. Amosova, and S. E. Ko- rosiova Zhur ’org Khim., 1969, 5, 816 [6. А. Трофимов, А. С. Атавин, А В Гусарова С. В. Амосова, С. Е. Коростова. — Ж- орг. хим., 1969, 5,
144 Т Jen J Frazee, and I. R. E. Hoover, J. Org. Chem, 1973, 38, 2857.
145' L J. Altman and S. L. Richheimer, Tetrahedron Letters, 1971, 4709.
146 R G. Kallen, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 6227.
147 L Bauer and К. K. Khullar, J. Org. Chem., 1971, 36, 3038.
148^ L. V. Pavlova and F. У. RachinskU, Khim. geterotsikl. Soedinenii, 1969, 533 ГЛ В Павлова, Ф. И. Рачинский. — ХГС, 1969, 533].
Е. Е. Smissman, J. R. J. Sorenson, W. A. Albrecht, and M. W. Creese J. Org. Chem., 1970, 35, 1357.
СОЛИ СУЛЬФОНИЯ
ДЖ. к. БАРРЕТ (Oxford Polytechnic^
Соединения, содержащие атом серы, валентное состояние которого формально больше двух, более стабильны, чем соответствующие соединения кислорода, которые представлены только классом оксониевых солей — прямых аналогов соединений серы, рассматриваемых в данном разделе. Сама возможность получения суль- фониевых солей при реакции сульфидов с солями оксония (уравнение 1) является свидетельством большей стабильности солей сульфония.
RSR + R,O+"BF4 —> R3S+"BF4 + ROR(1)
Стабильность высших валентных состояний серы находит свое отражение в существовании соединений тетраковалентной серы — сульфоиий-илндов (л-сульфуранов) и о-сульфураиов, что не имеет аналогий в ряду соединений кислорода. Наконец, наиболее весомым свидетельством необычайно высокой стабильности сульфони- евых солей является тот факт, что они встречаются в природе.
Обычно сульфониевыми солями называют триалкил- или три- арилпроизводные серы; к этому же типу соединений относятся аза-, алкокси-, ацетокси-, галоген- и гпдроксисульфониевые соли, являющиеся интермедиатами в реакциях сульфидов и сульфоксидов с электрофильными реагентами.
СВОЙСТВА СОЛЕЙ СУЛЬФОНИЯ
С°ли сульфония могут быть разделены па энантиомеры, что и™тп"аЧп0 доказь,вает неплоскую конфигурацию сульфониевого ра. Примерно через 75 лет после того, как впервые была
хиоальность этих соединений, удалось получить алиДа ?,?чКеек « представитель этого класса соединении - 2,4 6-тр„„„т^ бензолсульфонат (4-)-ме™лэтил-н-пропилсульфоиия (I) „ до' X его абсолютную конфигурацию [1]. (S)-Конфигурация этого вещества установлена химической корреляцией с (3)-молочной кислотой и рентгеноструктурным анализом
+
Ме^7 ^Рг-к -О2СС6Н>О2)3-2,4,6Ei
(1)
Разделение сульфониевых солей может проводиться традиционным способом — кристаллизацией диастереоизомерных солей с энантиомерами хиральной кислоты (полочной или дибензоилвинной). Для простейших солей сульфония (например, адамантил- этнлметилсульфоний-иона, см. схему 2) барьер инверсии достаточно низок, так что при стоянии в растворе более растворимый диастереомер рацемизуется и происходит кристаллизация образующегося при этом менее растворимого диастереомера. В принципе
этот процесс может продолжаться до тех пор, пока вся рацемическая соль не превратится в один энантиомер [2]. Процесс инверсии резко замедлен для более жестких структур, типа тиетание- вых солей, а в случае сульфопий-илидов инверсия происходит легче, чем для соответствующих солей сульфония. Тем не менее Трост и Хаммен [2] показали, что оптически активный тетрафтор- борат адамантплметилэтилсульфония может быть превращен в соответствующий метилид (действием и-BuLi), а метилид — снова в соль сульфония (действием НВРД без заметной потери оптической активности (схема 2) [2].
Me3S+ + вMe3S+ + вMe2S—СН2 + ВН+Me2S—СН2 + ВН+
Me3S+ + в
Me3S+ + в
Me2S—СН2 + ВН+
Me2S—СН2 + ВН+
сюп 1ю°Г-РеДеЛяемая по даннЬ1М обмена водород — дейтерии,
1 с висит от растворителя и наличия в растворе дрУгиХ
Me MeMe Me
Me Me
Me Me
стиц (особенно, мицелл), однако обычно р/<а(Н2О) ss 18. Из этого ясно, что для образования илида путем отрыва протона от суль- фониевой соли требуется использование сильного основания, однако этого можно добиться с помощью простых методов. Так, под действием гидрида натрияРЬ28Е1 ВЕ4 превращается в Ph2SCHCH3, a Me3S+ I- в системе водный раствор щелочи — дихлорметан, содержащий тетра-н-бутпламмонийиодид (т. е. в условиях межфазного катализа), способен вступать в типичные реакции диме- тилсульфоний-метилида (например, при действии на бензальдегид образуется фенилоксиран) [3]. При наличии активирующей группы в «-положении алкплсульфониевой соли, например в случае
RR1SCH2COOEt,образование илида может происходить даже под действием К2СО3—NaOH [4] или органического основания — 1,5-диазабпцпкло[5.4.0]ундецена-5 (ДБУ) [5].
Стереоспецифичность реакции образования сульфониевой соли наглядно показана в ряду тиетанов (для которых инверсия происходит медленно). Так, из цис-2,4-диметилтиетана (2; R=H) (уравнение 3) образуется лишь S-метилтиетаниевая соль (3; R=H) с экваториальным расположением S-метильной группы, в то время как 2.2,4-триметилтиетан (2; R=Me) дает смесь эпимерных солей (3 и 4; R = Me).
V7y?em-BuV7y?em-Bu
V7y?em-Bu
V7y?em-Bu
(4)
Для перхлоратов цис- и транс-4-трет-бутил-8-метилтиания была определена конформационная энергия (—AG0) S-метильной группы (для равновесия аксиальная ч=± экваториальная; уравнение 4), составляющая 0—1,3 кДж/моль [7].
Me
Лф>вЯ-Ви
В иодиде S-метилтиолания катализируемый основ терообмен происходит гораздо быстрее для цис-а. пп Вием Дей для транс-а-протонов (уравнение 5), хотя количеств1108- чем ные, полученные разными авторами, сильно различаю 6Ннь1е Дан- общалось, что относительная скорость первой реакции lo^1 со- больше, чем второй, что указывает на значительный «гощ^ Раз
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ СУЛЬФОНИЯ
д милование сульфидов может проводиться с помощью ал- Алкилирование щ (Ьтоосульфонатов; обычно условия про- килгалогенидов алкенов и Ф^Р^У Ф^ (таб п51)0
ведения этих реакц ворах галогениды сульфония неустоичв. -"XV в^^. когда реакции проводятся с целью вы [9], поэтому В л „ с ЗЛИЧНЬ1МИ заместителями при получения СУ?Ь$6 7) возможно образование смеси
продуктов.продуктов.атоме серы (уравнения о, ппл nvifTnu
продуктов.
продуктов.
RR‘CHBr + 2Me2S ■—> RR1 CH—SMe-{-Me2S—Me Br" (6) Me
MeSCH2R + RCH2Br —► RCH2SCH2R —> RCH2SCH2R + MeBr (?)
Br*
В ряде случаев, например при синтезе тетрафторбората циклопропилдифенилсульфония (уравнение 8) [10], для получения Таблица 11.5.1. Синтез содей сцдьсЬония пл^митпяляпои лильАнЛла3
Сульфид
Реагенты
Продукт реакции
Литература
RSR1
R2ch=chco2h, конц. HC1
RR^CHR^^CO^
СГ
(9a]
С[2Н258Ме
MeOH, HC1 (60 °C, 15—24 ч)
Ci2H25SMe2 Cl
[96]
RSRi
+NH3
MeS(CH2)2CHCO2
PhSMe
EtO2CCH2OSO2CF3 /NCO2Et
RR*SCH2CO2Et CF3SO3 MeNH2
EtCO2NH(CH2)2S(CH2)2CHCO;
[9b]
[9r]
PhN2 "BF4, MeCN
Me2SPh be;
( + Ph2s + MeCONHPh)
[9Д]
^Mel
/C\7C\
Me S Me
Me3S+ Г
/ Мех
1I
\ н/\H 7
[9e]
Р тмеры синтезов сульфонцевых солей цз сульфидов рассмотрены в разд
249
сгчьфониевых солей из сульфидов предпочтительнее использовать более сложные схемы, чем одностадийный синтез.
AgBF4 +Nall +
phSPh + I(CH2)3C1 * PhS(CH2)3Cl "BF.-^ Ph2s-HC—CH2 (8)
'BF« CH,
За последнее время появилось лишь очень небольшое число реакций, дополняющих перечисленные выше методы синтеза солен сульфония. Одним из примеров является синтез оптически активных солей сульфоння по реакции оптически активных сульфоксидов с тетрафторборатом трпэтплоксоиия с последующей обработкой полученной хиральной этоксисульфонпевой соли дналкплкадмнем [ 1 Г]. При этом происходит частичная рацемизация п необходима особая тщательность проведения реакции с тем, чтобы свести к минимуму побочные процессы па стадии превращения этоксисульфонпевых солеи (уравнение 9).
ОF4B" OEtF4B" Et
|| Et3O+ ~BF4I Et,Cd|
л-МеСеН45Р** n-MeC6H4SR эфир r 4-MeC6H4SR (9)
Сульфониевые соли часто образуются как интермедиаты в реакциях сульфидов с электрофильными реагентами пли реагентами, способными образовывать катпопоидпые частицы, однако лишь в редких случаях они остаются неизменными в применяемых условиях. Так, в условиях реакции Фриделя — Крафтса ди- фенилсульфид дает смеси продуктов в результате первоначального образования трнфеннлеульфонпевой соли (расщеплением сульфида под действием А1С13 до фенил-катиона) и последующих превращений этой соли [12].
Соли тиирания и тиирения
Соли тиирания и тиирения относятся к особому типу производных серы(IV); предполагают, что они являются интермедиатами в реакциях электрофильного присоединения соединений серы (сульфеннлгалогеппдов или -цианидов) к алкенам (уравнение 10). Это предположение согласуется с кинетическими данными [13], свидетельствующими о том, что лимитирующей стадией этой реакции может являться образование подобных аддуктов. Известны также многие факты, свидетельствующие против этой концепции; эта проблема еще не решена [14]. Однако предположение об образовании тиирапневых катионов как интермедиатов очень удоб-
9Дт"> объя^иення таких фактов, как резко увеличенная (vnnnuo скорость гидролиза метпл-2-хлорэтнлсульфида на [15]С1ШС 11 П° сРависнню со скоростью гидролиза бромэта-
MeSCH2CH2Cl —>MeSCH2CH2Cl —>MeSCH2 Cl\h2MeSCH2 Cl\h2H2OH2O(10)(10)MeSCH2CH2OH (11)MeSCH2CH2OH (11)MeMeMeMeMeMe| h2oC1CH2CCOR1 | h2oC1CH2CCOR1 H2CC—COR1H2CC—COR1RSCH.CCOR1RSCH.CCOR1(12)(12)
MeSCH2CH2Cl —>
MeSCH2CH2Cl —>
MeSCH2 Cl
\h2
MeSCH2 Cl
\h2
H2O
H2O
(10)
(10)
MeSCH2CH2OH (11)
MeSCH2CH2OH (11)
Me
Me
Me
Me
Me
Me
| h2o
C1CH2CCOR1
| h2o
C1CH2CCOR1
H2CC—COR1
H2CC—COR1
RSCH.CCOR1
RSCH.CCOR1
(12)
(12)
SRSRRS+ СГ
SR
SR
Этот факт, а также пример, показанный в уравнении 12 [16], объясняется предположением о повышенной реакционной способности углеродных атомов тиираниевого цикла по отношению к нуклеофильной атаке. Однако во многих других случаях для объяснения характера образующихся продуктов используют механизм, включающий атаку по атому серы. В уравнении 13 показана реакция тиираниевой соли, которую удалось полностью охарактеризовать, с хлорид-ионом [17].
"O3SC6H2(NO2)3"O3SC6H2(NO2)3
"O3SC6H2(NO2)3
"O3SC6H2(NO2)3
При SN1-сольволизе p-арилтиовинилсульфонатов интермедиатами являются соли тиирения, хотя в зависимости от структуры более предпочтительным может стать образование «открытых» винил-катионов. Миграция арилтиогрупп, наблюдаемая в ходе этих реакций, может быть объяснена в рамках представлении о тиирениевых интермедиатах (уравнение 14) [18а]. Первые стабильные соли тиирения были получены при присоединении алкан- сульфенилхлоридов к алкинам [186].
(14)(14)
(14)
(14)
Возможно, что в результате промежуточного образования т рений-илида происходит образование диена из карбена ( разд. П.4.4.4, схемы 69, 70).
Соли сульфония, содержащие гетероатомныезаместители (алкоксисульфониевые соли
и диалкоксисульфураны)
S-Хлорсульфониевые соли являются HHTePMe^HaTa^b0HHe- а-хлорировапии сульфидов (см. разд. 11.4.7). Ацилоксису вые соли образуются как интермедиаты при некоторых си
ски важных превращениях сульфоксидов, например в перегруппировках Пуммерера (схема 15; см. также разд. 11.4.9.1).
СГ ОАс АсО" С1
ОII RCH2SR'ОII RCH2SR'RCH2SR' —> rch2srRCH2SR' —> rch2srАсО' ОЛсАсгОI> RCH2SR‘АсО' ОЛсАсгОI> RCH2SR‘перегруппировкаПуммерераперегруппировкаПуммерера±2!>rch2sr' +Ч* С1г Ч" АсгО (15)ОАс► R^HSR1±2!>rch2sr' +Ч* С1г Ч" АсгО (15)ОАс► R^HSR1
О
II RCH2SR'
О
II RCH2SR'
RCH2SR' —> rch2sr
RCH2SR' —> rch2sr
АсО' ОЛс
АсгОI
> RCH2SR‘
АсО' ОЛс
АсгОI
> RCH2SR‘
перегруппировка
Пуммерера
перегруппировка
Пуммерера
±2!>rch2sr' +
Ч* С1г Ч" АсгО (15)
ОАс
► R^HSR1
±2!>rch2sr' +
Ч* С1г Ч" АсгО (15)
ОАс
► R^HSR1
PhPh(F3C)2CO—S(F3C)2CO—SСГСГRx,S=NR2Rx,S=NR2r2nh2r2nh2Ph RPh RPhPh(Р3С)2СО—S—ОС(СР3)2IR1(Р3С)2СО—S—ОС(СР3)2IR1но онRCH—CHR1но онRCH—CHR1R ^ у - R1ОR ^ у - R1О
Ph
Ph
(F3C)2CO—S
(F3C)2CO—S
СГ
СГ
Rx
,S=NR2
Rx
,S=NR2
r2nh2
r2nh2
Ph R
Ph R
Ph
Ph
(Р3С)2СО—S—ОС(СР3)2IR1
(Р3С)2СО—S—ОС(СР3)2IR1
но он
RCH—CHR1
но он
RCH—CHR1
R ^ у - R1О
R ^ у - R1О
Пример превращения сульфоксида в алкоксисульфониевую соль был приведен ранее (см. уравнение 9). Альтернативные пути, ведущие к образованию алкоксисульфониевых солей, показаны на примерах реакции сульфидов с алкилгипохлоритом [19] (реакция которая может также приводить к образованию диалкоксисуль- фуранов; схема 16) и реакции метилтиометилсульфониевой соли со спиртом (уравнение 17) [20].
РНС(СГз)20С1
RSR'
(16)(16)PhC(CF3)2ONa
(16)
(16)
rconhr’rconhr’ОMeOSClОMeOSClОII SbCI5+ MeSMe ОII SbCI5+ MeSMe "SbCl6+EtOH* MeSCH2SMe2 "SbCl6+EtOH* MeSCH2SMe2 "SbCl6> Me2S—OEt(17)"SbCl6> Me2S—OEt(17)
rconhr’
rconhr’
О
MeOSCl
О
MeOSCl
О
II SbCI5
+ MeSMe
О
II SbCI5
+ MeSMe
"SbCl6
+EtOH
* MeSCH2SMe2
"SbCl6
+EtOH
* MeSCH2SMe2
"SbCl6
> Me2S—OEt(17)
"SbCl6
> Me2S—OEt(17)
(СзН5)зСОН
RCO2H+ R'NH2
Нуклеофильное замещение алкоксигрупп и атомов галогенов в этих солях может проходить очень легко (см. уравнения 9, 15). По-видимому, диалкоксисульфураны могут быть полезными в органическом синтезе [19] (см. схему 16).
(18)(18)ArCHRCN —> ArCR(SPh)CN —> ArCOR
(18)
(18)
Галогенсульфониевые интермедиаты образуются также в ходе превращения нитрилов в диарил- или алкнларплкетоны под действием N-бромсукцииимида (уравнение 18) [22], а также при окислительном декарбоксилировании карбоновых кислот путем а-ме-
тилсульфенилпрования с последующим S-хлорированием N-x™ сукцинимидом и обработкой водным NaHCO3 №СНСО9Н Р" ^RCOR1).
П.5.2.3. Аминосульфониевые соли
Аминосульфониевые соли являются интермедиатами в реакпи ях N-галогеиаминов с сульфидами (см. разд. 11.3.3.3 и 11.462? Ниже (уравнения 1.9 [24], 20, 21 [25]) показаны примеры реакций более сложных типов, включая взаимопревращения S-галоген- S-алкокси- и S-аминосульфониевых ионов [24]. Довольно неожиданным оказалось, что трис (амино) сульфоний-ионы очень стабильны к действию нуклеофилов [25].
РЕАКЦИИ СОЛЕЙ СУЛЬФОНИЯ11.5.3.1. Общие реакции солей сульфония
Сульфониевый центр активирует p-водородные атомы, поскольку в обычных /^-реакциях отщепления сульфонпевая группа може ОЫТЬ уходящим нуклеофилом [26]. Кроме того, эта группа може цгтТ^1лТЬ также и как переносчик алкила (уравнения 22 Д 1- Несмотря на наличие формального положительного заря > посоопость Me2S+ служить уходящей группой в реакциях ти N (уравнения 22—25) ниже, чем, например, у тозилат-
м Л™Р пеакций сульфониевых солей относятся к бромид-иона. ,п0мянутых типов общих процессов, в част- ОДИОМУ ИЗ двух вышеупом У одящие к получению продуктов, ности реакции у Ф ’ет на образование тиираниевых интерхарактер ^Р^Цпировки ненасыщенных сульфониевых солеи медиатов. Перегруп р ^^^ п нение в синтезе (см. разных типов нахоДание пладов путеМ отрь[ва а.протона от аракилсулЬфон.1евыРх солей под действием сильного основания уже было рассмотрено в разд. 11.5.1.м Л™Р пеакций сульфониевых солей относятся к бромид-иона. ,п0мянутых типов общих процессов, в част- ОДИОМУ ИЗ двух вышеупом У одящие к получению продуктов, ности реакции у Ф ’ет на образование тиираниевых интерхарактер ^Р^Цпировки ненасыщенных сульфониевых солеи медиатов. Перегруп р ^^^ п нение в синтезе (см. разных типов нахоДание пладов путеМ отрь[ва а.протона от аракилсулЬфон.1евыРх солей под действием сильного основания уже было рассмотрено в разд. 11.5.1.RxS—CH2R2 + NuR1/2;s-ch2— ch2RMe +RxS—CH2R2 + NuR1/2;s-ch2— ch2RMe +R.R.S + TnuCH2RS + TnuCH2RNuM® + MeSCH2CH2RNuM® + MeSCH2CH2R(22)(22)(23)(23)
м Л™Р пеакций сульфониевых солей относятся к бромид-иона. ,п0мянутых типов общих процессов, в част- ОДИОМУ ИЗ двух вышеупом У одящие к получению продуктов, ности реакции у Ф ’ет на образование тиираниевых интерхарактер ^Р^Цпировки ненасыщенных сульфониевых солеи медиатов. Перегруп р ^^^ п нение в синтезе (см. разных типов нахоДание пладов путеМ отрь[ва а.протона от аракилсулЬфон.1евыРх солей под действием сильного основания уже было рассмотрено в разд. 11.5.1.
м Л™Р пеакций сульфониевых солей относятся к бромид-иона. ,п0мянутых типов общих процессов, в част- ОДИОМУ ИЗ двух вышеупом У одящие к получению продуктов, ности реакции у Ф ’ет на образование тиираниевых интерхарактер ^Р^Цпировки ненасыщенных сульфониевых солеи медиатов. Перегруп р ^^^ п нение в синтезе (см. разных типов нахоДание пладов путеМ отрь[ва а.протона от аракилсулЬфон.1евыРх солей под действием сильного основания уже было рассмотрено в разд. 11.5.1.
RxS—CH2R2 + Nu
R1/
2;s-ch2— ch2R
Me +
RxS—CH2R2 + Nu
R1/
2;s-ch2— ch2R
Me +
R.
R.
S + TnuCH2R
S + TnuCH2R
NuM® + MeSCH2CH2R
NuM® + MeSCH2CH2R
(22)
(22)
(23)
(23)
H :B
MeSMe + CH2=CHR + BHMeSMe + CH2=CHR + BH(24)(24)ch2=c=c=ch-sr2ch2=c=c=ch-sr2МеЛ^СнДс—H Г
MeSMe + CH2=CHR + BH
MeSMe + CH2=CHR + BH
(24)
(24)
ch2=c=c=ch-sr2
ch2=c=c=ch-sr2
R
(25)[26] разрабо-(25)[26] разрабо-R2^CH/c^C-CH-SR2 )"
(25)
[26] разрабо-
(25)
[26] разрабо-
На основе реакции образования сульфониевых солей
тан метод специфического расщепления пептидов по метиониновым звеньям (уравнение 26) по схеме внутримолекулярного замещения атомом кислорода соседней амидной группы [28, 29]. Повышенная легкость гидролиза 1,3-дитиоланов [30] (уравнение 27) и родственных им а-алкилтиоалкилсульфидов может быть обеспечена путем S-алкилирования этих соединений; она обусловлена легкостью гетеролиза С—S-связи в солях сульфония (см также разд. 11.4.1.7).4
Поразительным примером переноса метильной группы из диме- тилсульфониевой соли является реакция, показанная на схеме 28
С0ЛИ’ В КОТ°Р°Й метильные группы являются диастерео- вас™ н,т™Та1 РаЗНЫе “30Т0ПЫ УглеРОДа [31]. обнаружи- “„"'“"“"” большое различие в скоростях реакции пере- Олизко I " ГРУ”ПЫ к ИОНУ ""MeC.H.S- для "СН, н ^СН, мастереотопной^сеТ ЛИ1иЬ ® не6ольшой степени обусловлено необычно большойглавньш вкладом является
метильной группыэФФект [31]. Эта реакция переноса
Рования, осуществляемым^ппл реакци^м биологического метили- На схеме 28 показана -як^р°ЩЬЮ 5"метилсУльФониевых солей. вания карбоксиметип/^ СТаДИЯ „легК0г0 Декарбоксилиро- н°го амина. ЭтуС°ЛеЙ П0Д Действием третич-
У реакцию интересно сопоставить с процессами
BrCN Метиониновое)звено пептида или 1CH2CONH2BrCN Метиониновое)звено пептида или 1CH2CONH2H2C—CH—NHRH2C—CH—NHRн2с:н2с:;c-nhr- .#-MeSR2s о;c-nhr- .#-MeSR2s о=NR*=NR*ООNHRNHRBr' Me R2R2 = CN, CH2CONH2 NHRBr' Me R2R2 = CN, CH2CONH2 NHRОО=0 + R'NH2=0 + R'NH2(26)(26)F4B* EtF4B* EtF4B" EtF4B" Et+sШЕ130+ -BF4+s+sШЕ130+ -BF4+s+SСЮs+SСЮsводи. CuSO4води. CuSO4О (27)О (27)F4B~ EtF4B~ Etдеалкилирования подобных соединений водных растворах (уравнение 29) [32].деалкилирования подобных соединений водных растворах (уравнение 29) [32].в водных илив водных илислабокислыхслабокислыхEt MeхснEt MeхснEtEtEiEiSSВг14сн2со2н Me—С—НВг14сн2со2н Me—С—НMe—C^HMe—C^HMeMeAgOTs.MeCN50°С,20чAgOTs.MeCN50°С,20чstst++.+.+CH2CO2H HO2CI4CH2QMeCH2CO2H HO2CI4CH2QMeКристал-лизацияA-BugX,ацетонКристал-лизацияA-BugX,ацетонEtEt.SФИСН3.SФИСН3“OTs“OTs“OTs“OTs"OTs"OTsStMe—С—НL.StMe—С—НL.л-МеС6Н45- Na*ДМФл-МеС6Н45- Na*ДМФEtEt12сн312сн3Me—d—ИSMeMe—d—ИSMe“OTs“OTs++MeMe
BrCN Метиониновое)
звено пептида или 1CH2CONH2
BrCN Метиониновое)
звено пептида или 1CH2CONH2
H2C—CH—NHR
H2C—CH—NHR
н2с:
н2с:
;c-nhr-
.#-MeSR2
s о
;c-nhr-
.#-MeSR2
s о
=NR*
=NR*
О
О
NHR
NHR
Br' Me R2
R2 = CN, CH2CONH2 NHR
Br' Me R2
R2 = CN, CH2CONH2 NHR
О
О
=0 + R'NH2
=0 + R'NH2
(26)
(26)
F4B* Et
F4B* Et
F4B" Et
F4B" Et
+s
ШЕ130+ -BF4
+s
+s
ШЕ130+ -BF4
+s
+S
СЮ
s
+S
СЮ
s
води. CuSO4
води. CuSO4
О (27)
О (27)
F4B~ Et
F4B~ Et
деалкилирования подобных соединений водных растворах (уравнение 29) [32].
деалкилирования подобных соединений водных растворах (уравнение 29) [32].
в водных или
в водных или
слабокислых
слабокислых
Et Meхсн
Et Meхсн
Et
Et
Ei
Ei
S
S
Вг14сн2со2н Me—С—Н
Вг14сн2со2н Me—С—Н
Me—C^H
Me—C^H
Me
Me
AgOTs.MeCN50°С,20ч
AgOTs.MeCN50°С,20ч
st
st
+
+
.+
.+
CH2CO2H HO2CI4CH2QMe
CH2CO2H HO2CI4CH2QMe
Кристал-лизация
A-BugX,ацетон
Кристал-лизация
A-BugX,ацетон
Et
Et
.S
ФИСН3
.S
ФИСН3
“OTs
“OTs
“OTs
“OTs
"OTs
"OTs
St
Me—С—НL.
St
Me—С—НL.
л-МеС6Н45- Na*ДМФ
л-МеС6Н45- Na*ДМФ
Et
Et
12сн3
12сн3
Me—d—И
SMe
Me—d—И
SMe
“OTs
“OTs
+
+
Me
Me
l] (28)
SMe
Me2SCH2CO2H —2°> MeOH + HX + MeSCH2CO2H + Me2S + HOCH2CO2H (
При щелочном гидролизе простых смешанных сульфониевых опей происходит, как и следовало ожидать, деалкилирование, од- нако при этом обычно образуются смеси продуктов. Метилдиэтил- сутьфонпйиоднд в водном NaOH образует в основном метилэтил- сульфид И этилен в результате ^2-элиминирования.
До недавнего времени реакции элиминирования сульфониевых солей не находили существенного применения в органическом синтезе, возможно, из-за наличия большого числа альтернативных методов введения двойной связи углерод—углерод. Показано (уравнение 30) [5], что введение серусодержащей функциональной группы и ее удаление восстановлением может быть использовано как метод введения двойной углерод-углеродной связи (альтернативой показанному сульфоний-илидному пути является превращение сульфида в сульфоксид с последующим пиролитическим цш>элиминированием; см. разд. 11.6.3) / Аналогичный процесс применялся для превращения макроциклических сульфидов в углеводороды (уравнение 31) через две стадии, включающие превращение солей сульфония: образование илида и его перегруппировку (см. разд. 11.5.4.2)и элиминирование под действием оснований [33].
РЬСН,СН:СОМе> PhCH.CHCOMe
SMe
-* PhCH2CHCOMePhCH=CHCOMe+MeSCH2CO2Et (30)-* PhCH2CHCOMePhCH=CHCOMe+MeSCH2CO2Et (30)CF3SOJ Me—S—CH2CO2EtCF3SOJ Me—S—CH2CO2Et(31)(31)
-* PhCH2CHCOMePhCH=CHCOMe+MeSCH2CO2Et (30)
-* PhCH2CHCOMePhCH=CHCOMe+MeSCH2CO2Et (30)
CF3SOJ Me—S—CH2CO2Et
CF3SOJ Me—S—CH2CO2Et
(31)
(31)
Предполагают, что реакции солей сульфония с металлорганиче- скими соединениями протекают с промежуточным образованием частиц, содержащих пятикоординированную серу [12а]. Ход реакции дефенилирования Ph3S+ ~BF4 под действием виниллития при —78°С в ТГФ, приводящей к стиролу и дифенилсульфиду, и стереоспецифичность фрагментации транс-2,4-ДИметилтиетаниевой
соли, приводящей к ^//с-диметилцпклопропану (уравнение 32) также согласуются с представлением о первоначально протекаю щеп стадии S-алкилирования, которая и определяет конечную сте' реохнмию процесса [34]. "
/y-BuLt/y-BuLtMeMe—v-BuSMe r—v-BuSMe rMe । Bu.Me । Bu.Me MeMe Meконротаторное закрытиециклаконротаторное закрытиецикла
/y-BuLt
/y-BuLt
Me
Me
—v
-BuSMe r
—v
-BuSMe r
Me । Bu.
Me । Bu.
Me Me
Me Me
конротаторное закрытие
цикла
конротаторное закрытие
цикла
Соли тиирания и тиирениякак интермедиаты в реакциях [35]
Ранее уже были показаны (см. разд. 11.5.2.1) реакции, протекающие, как полагают, через тиираний-катионы, а также реакции раскрытия цикла в этих ионах путем атаки по атому углерода или серы. Дополнительные примеры реакций, интересных с точки зрения их механизма или использования в синтезе, приведены ниже (уравнения 33 [186], 34 [18а, 36], 35 [37]).
гдег-ВиСг=СВи-гдет + MeSCI —> т/?ег-ВиС==СВи-грет (33)
MeS+ "Cl
1-метилпиридииий-хлорид1-метилпиридииий-хлорид(34)(34)Me
1-метилпиридииий-хлорид
1-метилпиридииий-хлорид
(34)
(34)
I-78 °C
МеС=СМе + MeSSSMe> МеС=СМе
"SbCl6MeS+ "SbCl6
Мех/SMe
СИ'Me
Ме2С=СМе2Ме2С=СМе2MeSCl7777у Ме2ССМе22,3,5,6-тетранитробензол-х /сульфонат серебра\ /MeS+ "ТНБСMe MeMe—► Ме2СН—С—S—СН,С=СН2Me 'ТНБСMeSCl7777у Ме2ССМе22,3,5,6-тетранитробензол-х /сульфонат серебра\ /MeS+ "ТНБСMe MeMe—► Ме2СН—С—S—СН,С=СН2Me 'ТНБСМе2С=СМе2^Ме2С=СМе2^(35)(35)
Ме2С=СМе2
Ме2С=СМе2
MeSCl
7777у Ме2ССМе2
2,3,5,6-тетранитробензол-х /
сульфонат серебра\ /
MeS+ "ТНБС
Me MeMe
—► Ме2СН—С—S—СН,С=СН2
Me 'ТНБС
MeSCl
7777у Ме2ССМе2
2,3,5,6-тетранитробензол-х /
сульфонат серебра\ /
MeS+ "ТНБС
Me MeMe
—► Ме2СН—С—S—СН,С=СН2
Me 'ТНБС
Ме2С=СМе2^
Ме2С=СМе2^
(35)
(35)
Предполагают, что реакция восстановительного дегалогениро^ вания непредельных галогенидов тиолами протекает через проме жуточное образование типрений-катиопов (см. разд. 1LL3.О-
,,.5.4. ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОЛИ СУЛЬФОНИЯ
е',пьЛони°вой группы на реакции других фупкпно-
ВЛИЯН^пп имеющихся в той же молекуле, показано на ряде нальных ГРУПП’ ..г,Ц53 Некоторые дополнительные при-
прнмеров в разд,и •
меры приведены ниже.
Бис(сульфониевые) соли
[38] (урав-[38] (урав-Взаимодействие циклопентадиенилталлия с 1-бензотриазолил- яДЗлоопдом (см. уравнение 21) дает бис (сульфониевую) - сульфониихРВ вице перхлората после удаления хло-
[38] (урав-
[38] (урав-
добавления ОСЮ, [38] (урав- некие 36).
■+ + RR^-NR^3■+ + RR^-NR^3У R^SУ R^S+ 1■SRR1+ 1■SRR1сю4 (зб)сю4 (зб)
■+ + RR^-NR^3
■+ + RR^-NR^3
У R^S
У R^S
+ 1
■SRR1
+ 1
■SRR1
сю4 (зб)
сю4 (зб)
Достаточно просто осуществляется введение двух сульфоние- вых центров в одну молекулу (см. также уравнения 27 и 31); в ряде случаев наличие этих групп придает веществу необычные свойства. Мостиковый дикатион (5) под действием оснований претерпевает элиминирование с образованием 1,4-дитнана (уравнение 37). Опыты с меткой показали, что в ходе этой реакции обменивается лишь один а-водород; следовательно, разрыв цикла с образованием винилсульфоний-катиона происходит быстрее, чем обмен в (5), но винилсульфоний-катион быстрее обменивает протон, чем отщепляет винильную группу [39].
Образование первой стадией,Образование первой стадией,Бис(сульфониевые) соли
Образование первой стадией,
Образование первой стадией,
является общейявляется общейилидов в присутствии оснований
является общей
является общей
предполагаемой при объяснении хода реакций пены в Ди Д сульФония в этих Условиях. Илиды рассмотре- РЫ типичных мотппПРеДЫДуЩИХ разДеЛах уже приводились приме- Схеме 38 пока ПОЛУЧСНИЯ И реакций этих соединений. На щая несколько анчиво простая реакция, на деле включаю- ние i^neperZnZp^ "Межуточное образова- рехватуДтих чаДпДД™3 ДЛ° доказано опытами по «пе- циях с альдегидами) [40]аПРИМеР’ образованИе оксиранов в реак- некоторые дпХДРап°^аИИЯ сУльФОН1,й-плидов протекают также (Уравнения 39[41] и 40^42]^)1И полиФункциональных сульфидов
С(СН2СН=СНСН2С1 -^^> CICH2CH=CHCH2SMe2 cr^1 -оме
у-T
CH2=CHCH=CHSMe2 Cl" -^^> MeOCH2CH=CHCHSMe2 ^±
^..d: MeO 11^8+ ^ CH2=CHCH2CHCH2SMe (3
lJMeCH2OMe
RSRlCHC=CH + CH2N2RSRlCHC=CH + CH2N2RS—CH2GuCI I>■ R>CHCsCHRS—CH2GuCI I>■ R>CHCsCH>RSCH2CH=C=CHRl (39)>RSCH2CH=C=CHRl (39)
RS
RlCHC=CH + CH2N2
RS
RlCHC=CH + CH2N2
RS—CH2
GuCI I
>■ R>CHCsCH
RS—CH2
GuCI I
>■ R>CHCsCH
>RSCH2CH=C=CHRl (39)
>RSCH2CH=C=CHRl (39)
PhSPh
j|l + PhCH2SCH2Ph PhCHSCH2Ph —)- PhCHCH2Ph. (40)
Показанные выше перегруппировки солей сульфония под действием оснований протекают как 1,2-сдвиги. Бензилсульфониевые соли реагируют подобно соответствующим бензилсульфидам (см. разд. 11.3.3.6.) и также способны претерпевать 1,2-сдвиги под действием оснований (перегруппировка Стивенса) или перегруппировку Соммле [43]. Направление перегруппировки зависит от условий проведения реакции (схема 41).
X" MeMeCH2Ph
I но* - II
PhCH2SCH2Ph > PhCHSCH2Ph —> PhCHSMe
++
(41)
Радикальный путь (для перегруппировки Стивенса) предпочтителен при повышенных температурах; интересно, что этот путь может быть почти полностью подавлен при добавлении циклогептаамилозы к водной реакционной среде [43]. Перхлораты пара-замещенного (+) -бензилметилэтилсульфония в результате перегруппировки Соммле образуют замещенные в положение 5 (+)-метил-1-(2-метилфенил) этилсульфиды и (2-метилбензил)- этилсульфиды, причем степень асимметрической индукции достигает 20%, что указывает на согласованный внутримолекулярный процесс [44]. '
Легкость перегруппировки (уравнение 42) в растворе указывает на довольно неожиданный эффект — стабилизацию ненасыщенной
_ счет соседней сульфониевой функции. При интерпрста- ГрУПпезультатов реакции между пропаргилсульфонневой солью и ^оиималоновым эфиром (уравнение 43) учитывается эта теп- пня к образованию алленов. Показанное превращение наглядно Люстрирует активацию соседней двойной связи углерод—углерод по отношению к нуклеофильному присоединению [45].
R;SCH3CsCH —► R2SCH=C=CH2(42)
MesS + ВгС1Т2С=СН► Me2SCH2C=CH—* Ме2§СН=С=СП2►•
Вг~Вг~
NaCH(CO.Ct). ++NaOEt
►MeoSCH«C=CH« ► Me»SCH2CCH1 >-
"|“||EtOH
x CH(CO2Et)2 X C(COjEt),
Гуси- ch3 MeS ССH2C * C(OO2Et)Гуси- ch3 MeS ССH2C * C(OO2Et)[З^-сш-мэтропнаяперегруппировка[З^-сш-мэтропнаяперегруппировкаCO2EtI ^ClbMeSCH2C—I xch3 COoEtCO2EtI ^ClbMeSCH2C—I xch3 COoEt
Гуси- ch3 MeS СС
H2C * C(OO2Et)
Гуси- ch3 MeS СС
H2C * C(OO2Et)
[З^-сш-мэтропнаяперегруппировка
[З^-сш-мэтропнаяперегруппировка
CO2Et
I ^Clb
MeSCH2C—
I xch3 COoEt
CO2Et
I ^Clb
MeSCH2C—
I xch3 COoEt
у,б-Ацетпленовые сульфиды образуются при перегруппировке алленовых сульфонневых солей; изомерные аллены образуются аналогично из пропаргилсульфонпевых солей (уравнение 44, 45). Была исследована [45] возможность конкурентного механизма гомолитического расщепления по Стивенсу для стадии перегруппировки аллильных сульфонневых солей (см. схему 43) и получены данные, отвергающие эту возможность (нс наблюдались сигналы ХПЯ в ЯА1Р). Следовательно, стадии переноса алкильных групп осуществляются внутримолекулярно, как это и требуется в случае [2,3]-енгматропного процесса.
Me
yS ?HR2>MeS—CIIR2
C=C=CHRlRC=C—CHR1(44)
-
z$—CHAr + CS
RCHTC=CRl
MeS—CHR
RCH=C=Cr1
SR1
SCHaAr
PhC=C CH2 S СП ,СеС Ph
(47)
При самопроизвольной медленной перегруппировке илидов стабилизированных введением тиокарбонильпой группы, образу’ ются 1,1,2-трис(алкилтио) алкены (уравнение 46) [47]. Бис(Пр^ паргил)сульфонневые соли могут претерпевать полициклизацию (уравнение 47) [48].
ЛИТЕРАТУРА
Е. Kelstrup, A. Kjaer, S. Abrahamson, and В. Dahlen, J. C. S. Chern Comm 1975, 629.‘
В. M. Trost and R. F. Hammen, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 962.
A. Mers and G. Markl, Angew. Chem. Internal. Edn., 1973, 12, 845.
G. P. Payne, J. Org. Chem., 1967, 32, 3351, 1968, 33, 1284.
E. Vedejs and D. A. Engler, Tetrahedron Letters, 1976, 3487.
В. M. Trost, W. L. Schinski, F. Chen, and I. B. Mantz, J. Amer. Chem Soc 1971, 93, 676.'‘
E. L. Eliel and R. L. Wilier, J. Amer. Chem. Soc., 1977, 99, 1936.
0. Hofer and E. L. Eliel, J. Amer. Chem., Soc., 1973, 95, 8045; A. Garbesi G. Barbarella, and A. Fava, J. C. S. Chem. Comm., 1973, 155.’
A. J. H. Labuschagne, J. S. Malherbe, C. J. Meyer, and D. F. Schneider Tetrahedron Letters, 1976, 3571.*
В. M. Trost and M. J. Bogdanowicz, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 3773.
К. K. Anderson, Chem. Comm., 1971, 1051.
S. Oae, M. Nahal, and N. Furukawa, Chem. and Ind. (London), 1970, 1438. 12a. D. Harrington, J. Weston, J. Jacobus, and K. Mislow, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 1079.
C. Brown and D. R. Hogg, J. Chem. Soc. (B), 1969, 1054.
For discussion of this topic see D. N Jones, in ‘Organic Compounds of Sulphur, Selenium, and Telluriufn’, The Chemical Society, London, 1970, vol. 1, pp. 120—122; 1972, vol. 2, pp. 109—111.
M. J. Blandamer, H. S. Golinkin, and R. E. Robertson, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 2678.
D. Greiciute, J.Kulls,and L. Rasteikiene,Zhur. org. Khim., 1973, 9, 1837.
D. C. Owsley,G. K.Helmkamp, and S.N. Spurlock, J. Amer. Chem.Soc.,
91, 3606;D. C.Owsley, G. K. Helmkamp, and M. F. Rettig, ibid.,1969,
5239; see also G.H. Schmid and P.H. Fitzgerald, ibid., 1971, 93,2547.
18a.G. Melloni and G. Modena, J. C. S. Perkin I, 1972, 218.
G. Capozzi, V. Lucchini, G. Modena, and P. Scrimin, Tetrahedron Letters, 1977, 911.
J. C. Martin and E. F. Perozzi, Science, 1976, 191, 154.'
У. Hara and M. Matsuda, J. C. S. Chem. Comm. 1974, 919.
T. Numata and S. Oae, Chem. and Ind. (London), 1973, 277.
S. J. Selkson and D. S. Watt, Tetrahedron Letters, 1974, 3029.
В. M. Trost and У. Tamaru, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 3528; Tetrahedron Letters, 1975, 3797..
C. R. Johnson, С. C. Bacon, and W. D. Kingsbury, Tetrahedron Letters, 1972, 501.
H. Minato, K. Okuma, and M. Kobayashi, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 868.
H. Braun and G. Strobl, Angew. Chem., 1974, 86, 477; H. Brown, G. Strobl, and H. Gotzler, ibid., 1974, 86, 477 (описаны и более сложные примеры).
С. J. М. Stirling, in ‘Organosulphur Chemistry’, ed. S. Oae, Plenum, New YorK, 28. E. Gross and B. Witkop, J. Biol. Chem., 1962, 237, 1856.,_ „
U7. B. Lawson, E. Gross, С. M. Foltz, and B. Witkop, J. Amer. Chem. Soc., 1962, 84, 1715.
T. Oishi, K. Kamemoto, and У. Ban, Tetrahedron Letters, 1972, 1085.
G. Grue-Sorensen, A. Kiaer, and E. Wieczorkowska, J. C. S. Chem. Co •» 1977, 355.
F CW. 'Aspects o. the Organic Chcmistr, o. Sulphur'. BuUurwoHb,.
g' £ M Trost, R. La RocheUeandR.ibid., 1969, 91 4320
2175; 5T- M; T^°S- Ichiki Chen and 1. B. Mantz ibid., 1971, 93, 676.
B Trost, W L.Edn., 1969. 8, 482 (обзор)
35. w. H. Mueller, ^™^and G. Modena, J. C. S. Chern. Comm.,
ng G. Capozzi, o. UeLUCcru, v.
^Cmbin G К Helmkamp, W. M. Barnes, and M. Sundaralingam, Internal.
' t%i^Ulkrs',977'1269'
£№,Srt. J Org.Cbem. ,972.373«,
L G. A7e$ze, Angew Chern, Int^France,i2gl
H f”««« M W™. r NW’ "■ W1' aod L Nab"J™"a' Tetra'
43 T«»SS..H«W ICS. Chem. C„E., ,974. 869. $С'Я'"1»-"Й ='ПЯ ^' KS Perkin I. ,977 9,2 r Pnirrelot L Veniard and P. Cadiot, Bull. Soc. chim. France, 1975, 275. у Hayashi, T. Akazawa,K. Yamamoto, and R. Oda, Tetrahedron Letters, 1971,
37.
38.
39.
40.
41.
42.
44.
45.
46.
47.
48. Amerada and Y. Kishida, Chern. Pharm. Bull. (Japan), 1969, 17, 974.
СУЛЬФОКСИДЫ
T. ДАРСТ (University of Ottawa)
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СУЛЬФОКСИДОВ
Сульфоксиды — это соединения трехкоординированной серы с общей формулой RR'SO. Вопрос о природе S—О-связи в сульфоксидах все еще обсуждается, и сомнительно, чтобы в ближайшем будущем по этому вопросу было достигнуто полное согласие. Для сульфоксидной группы обычно используют два обозначения: +
S—”0 или S—О, которое подчеркивает полярность связи S—О, и (2) S=O, которое лучше согласуется с такими свойствами этой группы, как длина S—О-связи (в диметилсульфоксиде длина S—О-связи составляет 147 им [1], в то время как длины одинарной и двойной связи сера—кислород составляют соответственно 169 и 149 пм [2]), относительно малый момент S—О-связи в сравнении с N—О-связью в оксидах аминов и высокие значения силовой постоянной связи S—О. Анализ данных, относящихся к этой проблеме, дан в нескольких обзорах [3,4]. Автор наиболее полного обзора [4] придерживается компромиссной точки зрения И полагает, что порядок связи S—О зависит от природы R и в ИкМ*?КеТ коРРелиРовать с данными по валентным колебаниям °^аасти спектРа- Для газовой фазы частота волентного ко- Vi ия СВЯЗИ 8—0 В диметплсУльФ0Ксиде составляет 1103 см*1 1 57 Чт°’ КЗК пРедполагают, соответствует порядку связи, равному 151 ‘и ивичные значения частот для диметилсульфоксида (ДМСО) раствопеУлржпСуЛЬ^°АСИДОВ В Разбавленном мороформенном гворе лежат в области 1050-1060 см--, что соответствует
порядку связи ~1,5. В дайной главе сульфоксидную группу и бражают в виде 5=0, поскольку такое изображение чаще испо зуется в настоящее время и яснее подчеркивает, что порядок S—п' связи в сульфоксидах выше единицы.
Многочисленные данные рентгеноструктурного анализа, от сящиеся, в частности, и к самому диметилсульфоксиду [1], указ10 вают на то, что в основе структуры сульфоксида лежит искажен" ная пирамида, в вершине которой находится атом серы, а в угля" основания — лиганды. Угол OSC в ДМСО равен 107°, в то время как угол CSC равен 100°, что указывает на двоесвязный характер связи сера—кислород [Зв]. Если учесть также наличие свободной пары электронов на атоме серы, то окажется, что в действительности сульфоксиды имеют структуру тетраэдра, в центре которого лежит атом серы. По этой причине сульфоксиды являются стереохимическими аналогами фосфинов, аминов и карбанионов.
Исходя из этой структуры можно было предсказать, что сульфоксиды могут существовать в виде энантиомеров (1) и (2), что и было найдено в действительности. Первый пример разделения дькарбоксифенилметилсульфоксида на энантиомеры был описан в 1926 г. Хэррисоном, Кенионом и Филлипсом [6]. Правовращающий изомер З-аллил-Ь-цистеинсульфоксида (3-аллилсульфинил- аланина) (3), выделенный Штоллем и Сибеком [7] и названный аллиином, является тем предшественником, из которого образуется действующее начало запаха чеснока. Это вещество — первый идентифицированный природный сульфоксид. Шмид и Каррер [8] при ферментативном гидролизе семян редиса выделили изотиоцианат (4). Родственные вещества (5; п = 3—11 ) были выделены из растений семейства крестоцветных [9]. В 1956 г. Хайн и Роджерс [10] установили абсолютную S-конфигурацию по сере для правовращающего 3-метилсульфинилал анина (6).
о
(1)
о |>R +
ch2chnh3
со2
(з)К = СН2СН=СН2
(б)Н=Мэ
(4) r=ch=chch2ncs (5)R=(CH^NCS
В настоящее время абсолютную и относительную конфигурацию сульфоксидов устанавливают относительно легко с использованием рентгеноструктурного анализа, метода дисперсии оптического вращения, а также по данным химических взаимопревращений и синтеза. Этот вопрос освещен в превосходном обзоре Лаура [11]. Основной вклад в решение этих вопросов внесли исследования Мпслоу с сотр. [12], которые нашли, что реакция сульфинатов (7) с реактивами Гриньяра (синтез Андерсена) протекает с полной инверсией конфигурации (уравнение 1).
1МеМб! .т, .
О-ментил - ■> О—S—С6Н41(1)
С6Н41Йе
W
Относительная конфигурация сульфоксидной функции в циклических сульфоксидах легко определяется с помощью метода ЯМР. Для тиан-1 -оксидов было найдено, что при аксиальной ориентации S—О-связи сигналы син-1,3-аксиальных водородов смещены в область более слабых полег! примерно на 1 мли-1 по сравнению с сигналами экваториальных водородов в этом соединении, а также по сравнению с сигналами син- 1,3-аксиальных водородов в изомере с экваториальным положением SO-группы [13]. Этот сын-аксиальный эффект очень важен также для стереохимических отнесений в пятичленных [14] и четырехчленпых [15] циклических сульфоксидах, а также в шестичленных циклических соединениях, содержащих сульфинильную группу, особенно в сульфитах [16] и сультинах (1,2-оксатиан-2-оксиды) [17]. Спектроскопия ЯМР ,3С также используется для определения стереохимии SO-группы в тиан-1-оксидах. В модельном соединении 4-г/7ег-бу- тилтиан-1-оксиде химические сдвиги ядер ,3С-3 в случае цас-изо- мера (9) сдвинуты на 7,5 млн-1 в более слабое поле по сравнению с сигналом того же центра в гране-изомере (10) [18].
(Ю)
При стереохимических исследованиях используют также данные по изменениям химических сдвигов, индуцируемым растворителями (бензол, трифторуксусная кислота). По сравнению с растворами в СС14 для бензольного раствора всегда наблюдается заметно большее экранирование протонов, удаленных от кислорода; этот эффект обусловлен взаимным отталкиванием между отрицательным концом диполя SO и бензолом. Трифторуксусная кислота образует сильные водородные связи с сульфоксидами, благодаря
чему в этом растворителе сигналы протопоп, ближайших к кпг дородному атому, заметно смещены в слабые поля но сравнен С их положением в стандартном растворителе. Взаимодейств^ полярной связи S = O с лантаноидными реагентами сдвига нГ пример с Еи(<1рт)з, очень сильно, и относительные значения ин дуцироваппых химических сдвигов различных протонов обычно удается надежно соотносить с относительным расстоянием этих протонов от связи S=O. Рассмотренные методы довольно на- дежны в применении к циклическим структурам, но их ценность сомнительна при рассмотрении ациклических сульфоксидов, и для этих соединении известны случаи неправильных отнесений. Эти методы были критически рассмотрены в обзорах [19, 20].
Оптически активные реагенты сдвига используют для определения энантиомерной чистоты сульфоксидов [21а]; абсолютная конфигурация сульфоксидов может быть определена методом ЯМР [216,в| при использовании хиральных растворителей типа ( —) -(R) -2,2,2-трпфтор-1-фспилэтапола.
Простейший сульфоксид — диметилсульфоксид (ДМСО) — является побочным продуктом в целлюлозно-бумажной промышленности. В последние годы это вещество стало одним из важнейших растворителей и наряду с днметилформамндом (ДМФ) и гексаме- тнлтриамндофосфатом (ГМФТА) является важнейшим представителем дпполярпых апротонных растворителей. В табл. 11.6.1 приведены некоторые физические свойства этих растворителей.
ДМСО. как и большинство сульфоксидов, в высокой степени ассоциирован в жидком состоянии и даже в разбавленных растворах в таких растворителях, как, например, бензол. Молекулы дпметилсульфокспда образуют прочные водородные связи с такими донорами протонов, как спирты, фенолы и карбоновые кислоты. Эго находит применение в ЯМР-спектроскоппп спиртов и полиолов. Вследствие образования сильных водородных связен в этом растворителе не происходит водородный обмен между гидроксильными группами, и поэтому наблюдается появление раздельных сигналов для протонов разных ОН-групп. Кроме того, в этих условиях обычно проявляется ожидаемое спни-епшювое вицинальное взаимодействие для группы СН—ОН [22].
Таблица 11.6.1. Некоторые физические свойства ДМСО {21г], ДМФ и ГМФТА [2/Р]
Ристиорпте.'п.
Г. и.ч. "С
T. кии., (760 мм рг. с г.). "С
Дн >лектрнчоекач проницаемоегь (20 °C)
Дипольный момент. Д
Полярность (величина [21г1
ДМСО18,5518948,94,3
-61152,537,63,82
1МФГА—98—10030—
(6 мм рт. ст.)
71,1
68,5
62,8
гт аппля поиоода $=О-связи в ДМСО определяет высокую датирующую способность этого растворителя по отношению сольватир)„ структуры, вследствие чего многие пеоргани-
к \Т еаге^растворимостью в ДМСО.
Поп этом особенно сильным является взаимодействие катионов Растворенного вещества и стерпчески доступного атома кислорода несущего частичный отрицательный заряд. Анноны меньше сольватируются в ДМСО, чем в протонных растворителях, по- лпьгу в ДМСО отсутствуют протоны, способные к образованию водородных связей с анионными частицами, а положительно за- ояженный атом серы стерически менее доступен чем атом кислорода Пониженная сольватация анионов в ДМСО (и в других дпполярных апротонных растворителях) приводит к тому, что активность этих частиц в ДМСО в ряде важнейших реакций, таких, как реакции типа S№ и отрыв протона, резко возрастает, по сравнению с их активностью в растворителях, образующих водородные связи. Так, например, реакция NaN3 с я-бутплбромидом в ДМСО протекает в 1500 раз быстрее, чем в метаноле, а скорость рацемизации 2-метил-З-фенплпропионитрила, катализируемой NaOMe, возрастает в 5-Ю7 раз при переходе от метанола к системе ДМСО — 1,5 % СНзОН. Прекрасный и полный обзор свойств ДМСО как растворителя опубликован в 1967 г. [23]. Химия ДМСО рассмотрена в обзоре [24].
Бордвелл и сотр. [25] предприняли широкое исследование с целью установления абсолютной шкалы кислотности СН-кислот в ДМСО. Главное преимущество ДМСО по сравнению с водой состоит в том, что в этом растворителе возможно точное спектрофотометрическое определение различий рКа для многих очень разных СН-кислот в интервале 30 единиц р/С Как и в случае воды, в ДМСО благодаря высокой диэлектрической проницаемости не наблюдается осложнений, связанных с ассоциацией ионов. Как правило, ОН-кислоты и СН-кислоты типа кетонов и нитроалканов, у которых заряд в основном сосредоточен на атоме кислорода, являются в ДМСО примерно на 10 единиц рК более слабыми кисло- пмгпем В В0Де- Эти эФФекты легко Объяснимы, если учесть, что относительно плохо стабилизирует очень локализованные П°СпК» Он не способен выступать как донор водорода. им«Р„7ИВ’ может эффективно стабилизировать нейтраль- ппи пбпТИЦЫ благодаря своей способности играть роль акцептора завял "HH В0Д0Р0дн°й связи. Однако кислоты, у которых Фрагменте Глмсо" достаточно обширном углеводородном тамиСО являются несколько более сильными кисло-
ся стабиличапиАе’ ПОСкОлькУ в ДМСО эффективнее осуществляет- иов!-взаимодействия „он Г диполь „
на веси Д'ДудЛ н'^ДЛЯ Самого ДМС0 РХ« = 35,1, что
0 единиц выше, чем прежние оценки [23].
9 Зак. 4У7
П.6.2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОКСИДОВ
Окисление сульфидов
Окисление сульфидов наиболее обычный путь получения сульф, оксидов. Оно проходит совсем легко и практически любой из окислителей, сильных или слабых, когда-либо применялся для осуществления этого превращения. В последнее время основное внимание было уделено разработке методов, позволяющих избежать пере- окпелепия до сульфона.
Для реакций в лабораторных масштабах предпочтительными являются следующие окислители. 1) Перйодат натрия в смеси МеОН — Н2О при О °C; эта система особенно пригодна для окисления низкомолекулярных сульфидов, которые до некоторой степени растворимы в ней. 2) Л1-Хлорпербеизойная кислота, обычно в СН2С12 при 0°С. Опыт автора показал, что более подходящим растворителем является этилацетат, поскольку он очень хорошо растворяет и пероксикислоту, и получающуюся кислоту, что позволяет снизить температуру до —40 °C. Подобное снижение температуры помогает избежать осложнений, связанных с переокисле- нием. 3) трет-Бутилгипохлорит в МеОН. Это дешевый реагент, как правило, не вызывающий переокисления, обычно в высокой степени стереоселективный и дополняющий в этом отношении лпхлорпербензойную кислоту. 4) Пероксид водорода в ацетоне
Таблица 11.6.2. Соотношение изомерных сульфоксидов, образующихся при окислении 4-трет-бутилтиана (/) и 4-(4-хлорфенил)тиана {II) [26]
Соотношение цис- н транс-сульфоксидов
Окислитель
Условия проведения реакции
I
II
РЫС12
Пиридин, Н2О, —40 °C
——
5:95 а
Озон
СН2С12, -40 °C
10:90
16:84
Хромовая кислота
Пиридин, 25 °C
27:73
—
ДАБЦО, Вг2 6
НОАс, Н2О (20 °C)
—
14:86 а
PhlO
Пиридин, Н2О, 20 °О
—
17:83
Бензол, 80 °C
46:54
51 :49
трет-BuOOH
Метанол, 50 °C
27 :73
л-С1С6Н4СО3Н
Бензол, 50 °C
36:64
35 :65
СН2С12, о°с
36:64
33:67
Н2О2
НОАс, 25 °C
35:65
30:70
HNO3
Ацетон, 25 °C
37:63
Ас2О, 0 °C
67:33
—
NalO4
Н2О, 0°С
75 :25
76:24
n2o4b трег-BuOCl
Без растворителя, 0°С
Метанол, —70 °C
81 : 19 100:0
81 : 19
98:2
тпиом1^т^аииым *)аботы |2ба].Комплекс брома и 1Л-Диазабпцикло|2.2.2]октана. ^
юю реагента происходи г раиповесаое взаимопревращение продуктов р
при О °C. Хотя этот способ очень дешев и легко осуществим, однако при этом часто наблюдается значительное загрязнение продукта сульфонами. Все эти методики упомянуты в книге Л. и М. Физеров «Реагенты в органическом синтезе».
Джонсон и Мак-Кэнтс [26] изучили соотношение изомеров, получающихся при окислении 4-трет-бутилтпана (11) различными окислителями в разных условиях. В зависимости от применяемого окислителя с высокой стереоселективностыо может быть получен любой из двух изомеров (9) или (10). Эти результаты сведены в табл. 11.6.2. Причины, вызывающие изменение соотношения изомеров, мало понятны [26, 27]. Даже практически стереоспецифическое окисление, наблюдаемое в случае трет-ВиОС!, остается по существу необъяснимым, хотя имеются четкие данные, указывающие на промежуточное образование алкоксисульфониевой соли (12) или эквивалентной ей частицы с тетраковалентным атомом серы [28]. Последующее расщепление этой частицы под действием оснований должно протекать с инверсией конфигурации, что и даст наблюдаемый продукт. Как правило, при использовании трет-бутилгипохлорита образуется сульфоксид, в котором SO-группа занимает наиболее пространственно затрудненное положение, а лг-хлорпербензойная кислота дает менее затрудненный продукт.
S
„/—/ ОВи-гоег
третг
СГ
(Н)(12)
Асимметрическое окисление сульфидов хиральными пероксикислотами, например (+)-монопероксикамфорной кислотой, изучено довольно подробно, в основном Монтанари с сотр. Как правило, степень асимметрической индукции невелика н избыток одного из энантиомеров редко превышает 6%. Существуют значительные расхождения в представлениях о структуре переходного состояния, обеспечивающей преимущественное образование одного из энантиомеров. Структура (13), предложенная Монтанари [29], но оспариваемая Мислоу [12], в большинстве случаев позволяет делать верные предсказания. Прекрасное изложение сущности спора, а также рассмотрение других путей асимметрического синтеза сульфоксидов дано Моррисоном и Мошером [27].
типа ArSR (R = Niger во многихтипа ArSR (R = Niger во многих9*9*
типа ArSR (R = Niger во многих
типа ArSR (R = Niger во многих
9*
9*
Микробиологическое окисление сульфидов = алкил, аралкил) с помощью Aspergillus
959
случаях проходит с высокой стереоселективностью Гзт
пример, трет-бутил-п-толилсульфид (14а; К = трет Вп1 'Так> на- ции с ферментами указанного грибка (высушенный ПРИ ИНкУба- экстракт) превращается в практически чистый смТа. ацетон°вый Замена трст-бутилыюй группы на группы меньшего пИД <15). кие, как бензильная, изопропильная, «-бутильная ттиМера- Та- сильно снижает стереоселективность окисления Ме™льная
„8.л-МеС6н/ Sr(14)„8.л-МеС6н/ Sr(14)Aspergillus ntgerAspergillus ntgerS л-МеС^ SrS л-МеС^ Sr
„8.
л-МеС6н/ Sr
(14)
„8.
л-МеС6н/ Sr
(14)
Aspergillus ntger
Aspergillus ntger
S л-МеС^ Sr
S л-МеС^ Sr
RR> 9870~ 35- 35> 9870~ 35- 35
R
R
> 98
70
~ 35
- 35
> 98
70
~ 35
- 35
Оптическая чистота, %
трет-Ви изо-Рг н-Ви
Me
Перенос сульфинильной группы
ляются в^ным^у^реагентами яв-
ральных. Эта реакция известна° осоо®нностп XIP
ное значениеГ-’ ио она приоорела важ-
шими ее всинтез" Ра°°Т АнДерсе'1а с сотр. [31], примеиив- лоу четко показал г191р'льных сульфоксидов. Впоследствии Миссией у атома сет, Об ’ ЧТ° РеЗК^Я пР™одит с полной ннвер- (-) -ментиловогоТ°Д АнДеРссна состоит в получении
и очистке одного сУльФИНОВои кислоты (17)1\ разделении Щей реакции с пряктиДИаСТгре°Мер11Ь1Х сУльфинатов и последую- (18) (уравнение^ ГринЬяРа с образованием сульфоксида димомур очен сильно Лm ПР0ДУКТа на после^ей стадии, по-ви- природы пеягеиТ Л заШ1СИт ка« от природы эфира, так и от сульфоксиды Обычно лЛИяЯРа‘ Д'^Р^сульфоксиды и арил бензил- Чае аоил^тгп образуются с выходами выше 70%, а в слу- сильно колебаться ДяалкИЛСУльФоксндов выходы продуктов могут ков осложнений п “ ?дчас совсем невелики. Одним из источни- способность пр^а^ ЭТ0И Реакции является высокая реакционная к Реагентам Гриньям ?32УСульФ0КСИД0В 1,0 отношению
использованииI32’ 331‘ Обычно выходы повышаются при
тов(п Поп прйл Т° Реагентов Гриньяра длалкиллитий — купра-
' __ действвем этих реагентов также происходит стереометод синтеза (17: « = и-толил) описан в работе [31в].
сле„„ф~н=^^
ОRSCI + (-)-Ментол>- (16)ОRSCI + (-)-Ментол>- (16)ОII , н’мохR^S^O-Ментил (17)ОII , н’мохR^S^O-Ментил (17)ОR1—I—R(4)(18)ОR1—I—R(4)(18)
О
RSCI + (-)-Ментол>- (16)
О
RSCI + (-)-Ментол>- (16)
О
II , н’мох
R^S^O-Ментил
(17)
О
II , н’мох
R^S^O-Ментил
(17)
О
R1—I—R(4)
(18)
О
R1—I—R(4)
(18)
О ТЭ1IIR-S—N ХВаО ТЭ1IIR-S—N ХВаPh^ Д) ~Ph^ Д) ~(19)(19)Ме*^ ^Me (20).Ме*^ ^Me (20).
О ТЭ1
II
R-S—N ХВа
О ТЭ1
II
R-S—N ХВа
Ph^ Д) ~
Ph^ Д) ~
(19)
(19)
Ме*^ ^
Me (20).
Ме*^ ^
Me (20).
Как уже упоминалось, хиральные диалкилсульфоксиды (22) трудно получить методом Андерсена. Однако эти соединения могут быть получены взаимодействием более легкодоступных хиральных алкиларилсульфоксидов (21) с алкиллитием в ТГФ (уравнение 5) [36].
ОО
Лг — S—R + R't.i-—Н<Д — R1 + ArLi(5)
(21)(22)
Реакция Гриньяра с диалкилсульфитами [37, 38], дающая сульфоксиды, известна более 50 лет, но использовалась она редко, так как ее применимость ограничивается получением симметричных сульфоксидов; кроме того, при этой реакции наблюдаются осложнения, вызываемые взаимодействием реагентов Гриньяра с образующимися сульфоксидами [32, 33].
Совершенно иного типа реакция, которая формально является реакцией переноса сульфинильной группы, осуществляется при внутри- и межмолекулярном присоединении сульфеновых кислот к алкенам. Сульфеповые кислоты обычно генерируются при термолизе трет-бутилсульфоксидов при 100—160 °C. Одним из удачных примеров использования этого метода, который развивается в основном в работах Джонса и сотр. [39], является стереоспецифическое получение цис-2-метилтиолан-1-оксида (25) при нагревании 5-трег-бутилсульфинилпентена-1 (23) при 160 °C. В этой реакции цис-геометрия продукта обусловлена цис-присоединением интермедиата (24) по двойной связи (уравнение 6). Термолиз ^и-трет-бутилсульфоксида в присутствии циклооктадиена-1,5 при- дит к бициклическому сульфоксиду (27) предположительно че- ние 7^тадию образования трет-бутилсульфоксида (26) (уравне-
11.6.2.3. Синтез из других сульфоксидов11.6.2.3. Синтез из других сульфоксидов
11.6.2.3. Синтез из других сульфоксидов
11.6.2.3. Синтез из других сульфоксидов
Алкилирование а-литиевых или а-натриевых солей различных сульфоксидов протекает обычно очень эффективно при использовании первичных и вторичных алкилгалогенидов [40] (уравнение 8). Различные аспекты этой важной реакции, включая строение солей и стереохимию алкилирования, рассмотрены в следующем разделе.
ОRSCHR'R2ОRSCHR'R2о М+0
О
RSCHR'R2
О
RSCHR'R2
NaH _ ||_R3X [,
—> RS—CR'R2 > RS—CR’R2R3(8)
алкиллитийМ = Na или Li
ДМСО^рнУУ™^^^^^(полученный из
если в результат? fivn^ К олеФиновои или ароматической системе, анион. Иногда обилии полУчаться относительно стабильный карб- чаще они претерпевают л СУЛЬФОКСИДЫ можно выделить, но соответственноИЛИ У‘элиминирование с образованием
Более поттппб ИЛИ циклопРопильных производных [41].
Дов этими методами ^интезы Функционализированных сульфокси- методами рассмотрены в ряде подразделов.
Перегруппировка эфировсульфеновых кислот
Сульфенаты (28) были идентифицированы как ахирал^ ш|Же); термедиаты при рацемизации аллилсульфоксидов [ J ^ при по- синтез аллилсульфенатов используют как одну из препара‘ лучении аллилсульфоксидов. Эта реакция предел ^ обратном тивную ценность при проведении как в прямом, т 1,3-пере1!°с направлении, так как результатом процесса являе 262
о II ArS'о II ArS'ж .«иной и гидроксильной функций. Прекрасной иллюстра- ^ей^явля^тся синтез (Е)-нуцпферола (29) по Грико (уравне- нне 9) |«).
о II ArS'
о II ArS'
(У(У
(У
(У
ArS-тОArS-тООНОН1. л-BuLl2.ArSCT1. л-BuLl2.ArSCTl.«-BuLi.l.«-BuLi.2.ДгСН(СН,),12.ДгСН(СН,),1I MeI Me
ArS-тО
ArS-тО
ОН
ОН
1. л-BuLl
2.ArSCT
1. л-BuLl
2.ArSCT
l.«-BuLi.
l.«-BuLi.
2.ДгСН(СН,),1
2.ДгСН(СН,),1
I Me
I Me
Реакция SO с полиенами
Монооксид серы в основном состоянии является триплетом; удобнее всего его генерировать термическим разложением тииран- оксида (30). Если проводить термолиз (30) в присутствии полиенов, то с хорошим выходом могут быть получены пяти- и семичленные циклические сульфоксиды [44] (уравнения 10 [45], 11 [44в]). Присоединение SO к диенам-1,3 в отличие от аналогичной реакции SO2 осуществляется с малой стереоселективностью и протекает через дирадикальные интермедиаты [45].
11.6.3. РЕАКЦИИ СУЛЬФОКСИДОВ11.6.3. РЕАКЦИИ СУЛЬФОКСИДОВ
11.6.3. РЕАКЦИИ СУЛЬФОКСИДОВ
11.6.3. РЕАКЦИИ СУЛЬФОКСИДОВ
Стереоконверсия
Прежде чем обсуждать химию сульфоксидов следует рассмотреть те реакции, при которых не происходит никаких изменений помимо стереоконверсии. Сульфоксиды могут рацемизоваться под Действием тепла, света или химических реагентов. Этот вопрос оыл рассмотрен в обзоре Мислоу [46].
Для термической рацемизации было выявлено три различны механизма процесса. В растворе «-ксилола при 200 °C диарил* и арилметилсульфоксиды изомеризуются с временем полупревра щения около 6 ч [47]. Параметры активации для большинства сульфоксидов этого типа [Д//* = 146 — 176 кДж/моль и AS* ~ =—33—1-17 Дж/(К-моль)] согласуются с механизмом пирамидальной инверсии через плоское переходное состояние (31) (уравнение 12).
(12)(12)
(12)
(12)
Ar$O-SAr PhCHaCH2Ph(33)(34)Ar$O-SAr PhCHaCH2Ph(33)(34)Бензилсульфоксиды рацемизуЮтся при существенно более низких температурах; для осуществления этого процесса требуется нагревание в n-ксилоле до 130—150 °C [48]. Сульфоксиды, содержащие хиральные атомы серы и бензильного углерода, претерпевают рацемизацию одновременно по обоим центрам. Это наблюдение в совокупности с тем фактом, что при рацемизации (S)- бензил-п-толилсульфоксида (32) в качестве продуктов разложения выделены дифенилэтан (34) и тиосульфонат (33), четко свидетельствует в пользу механизма гомолитического расщепления связи С (бензил)—сера. Энтропия активации Д5* для рацемизации бензилсульфоксидов составляет около 4-105 Дж/(К-моль), что согласуется с представлением об увеличении энтропии, связанном с образованием двух радикалов.
Ar$O-SAr PhCHaCH2Ph
(33)(34)
Ar$O-SAr PhCHaCH2Ph
(33)(34)
А^Д X)CH2PhМ-(32)
Аг=С6Н4Ме-л
Механизм третьего типа реализуется при расщеплении аллильных сульфоксидов (35) [49]. Эти вещества легко рацемизуются уже в бензоле при 50—70 °C, т. е. при температуре на 150 ниже, чем в случае диарилсульфоксидов. Низкое значение энтальпии (АН* « 96 кДж/моль) и отрицательная энтропия активаци^ [AS* «—21 Дж/(К-моль)] соответствует представлению о со гласованной [2,3]-сигматропной перегруппировке, включающей о разование в качестве интермедиата ахирального сульфената (3 Ь Этот механизм убедительным образом подтвержден «перехватов' интермедиата (36) тиофильными реагентами, такими, как тр
14261 а также фактом получения сульфоксидов при этилфосфит Раллильных спиртов с сульфенилгалогенидами
^s=o^s=o(14)(14)(35а)(35а)к(36)к(36)(35b)(35b)
^s=o
^s=o
(14)
(14)
(35а)
(35а)
к
(36)
к
(36)
(35b)
(35b)
Фотохимическая рацемизация сульфоксидов изучена Мислоу и Хэммондом [51]. Диарилсульфоксиды, например а-нафтил-п-то- лил- и мезитил-п-толилсульфоксиды, рацемизуются примерно в течение 1 ч при облучении в эфирном растворе ртутной лампой высокого давления с фильтром из стекла пирекс. Фотохимическая рацемизация может сенсибилизироваться нафталином в бензольном растворе и «тушиться» пипериленом. Это указывает на то, что энергия триплетного состояния изомеризации лежит между 255 кДж/моль (нафталин) и 221 кДж/моль (пиперилен).
Бензилсульфоксиды не могут изомеризоваться фотохимически,
поскольку они при этом разлагаются.
Стереоконверсия сульфоксидов может вызываться также различными химическими реагентами, в частности кислотами: H2SO4, HI, НС1, HF, (H3PO4)z, CF2COOH. В качестве рацемизующих агентов изучены также уксусный ангидрид, N2O4 и трет-бутоксил калия [46]. Подробнее всего была изучена рацемизация с помощью НС1 (уравнения 15—17)] [27, 46, 52]. Еще первые исследователи заметили, что рацемизация часто сопровождается восстановлением до сульфидов [53], и, действительно, во многих реакциях (см. например, уравнение 15 [53]), именно сульфиды являются основными продуктами. В кислой среде может также происходить перегруппировка Пуммерера, особенно если алкильные группы, связанные с сульфоксидным центром, способны стабилизировать положительный заряд.
(15)(16)(15)(16)
(15)
(16)
(15)
(16)
cxcmp^^L^o7!37^ ЧТ0 Реализуется механизм, показанный на ' Эта схема, учитывающая не только рацемиза- Фокси п ипглВ°СС^а В°В^1 ^ВИе' вкл1Очает стадию протоипрования суль- приводяшрй *ИСЛ0Р°да с последующей атакой галогеннд-ионом, следующим сульФУРанУ (39)- Дальнейшее протонирование с посоли (401 щеплением в°Ды приводит к галогепсульфониевой зация MoUTсй сУльФУРа"У (41). Рацеми-
лучше всего объяснена обменом галогенид-ионов
в (40) или образованием ахирального (41) и протекав ций, обратных образованию (41). Восстановление интеоп М реак' ся как атака галогеннд-пона на атом галогена в (40) р ретиРУет- дением группы RSR1. Лимитирующей стадией всей не™ Освоб°ж- отщепление воды от протонированного (39).считается
° н+ ?Н х- ?Н + +°Нг
RSR- 4=^ RSR- ч==> RSR1 UL> RSR- ^Я+ -х-н+ I Н2О
XX
(89)
X+ X- I
R$R-RSR-ИЛИ RSR-4-X1
хX
(40)(41)
В рацемизации, катализируемой уксусным ангидридом, первоначально образующаяся ацетоксисульфониевая соль (40; X = ОАс) превращается далее в энантиомер по механизму, аналогичному описанному выше для реакции с галогеноводородами [54]. Эти представления подтверждены детальными исследованиями рацемизации диарилсульфоксидов, меченных 18О. Было показано, что скорость рацемизации вдвое выше скорости обмена кислорода [54]. С помощью метки 18О было также доказано, что в реакции может участвовать в качестве содействующей группы гидроксил, расположенный подходящим образом, как, например в (42) [55]. Подобная группа также увеличивает скорость катализируемого HI восстановления сульфоксидов (42) [55,б,в] и (43) [56] в соответствующие сульфиды..
(42) Р=Ме,РД(43)
Реакции окисления и восстановления
Как уже отмечалось ранее, окислениеОкисле-
провождается переокислепием с образованием сулi '' и, в да-
ние сульфоксидов может вызываться многими оки используют бораторной практике для этой цели наиболее ч пероксид водорода в уксусной кислоте.™ клипов при ис‘
Сульфоксиды легко восстанавливаются до су дЛЮМОгиДрида пользовании сильных восстановителей, например 266
я однако в последнее время вн^^р^Х^ направлено на поискв присутствии других чувстви-
становление сульфокс д РУ что, вРчаСтнОсТИ, было необходительных ФУнкЦП0“^в сульфоксидов пенициллинового и цефало- мо для работ в °б«1ас иУми 4 реаГентами являются: дихлорборан споринового ряд _Рф0сф0Л (46) [58] и 2-хлор-
) М - 2"феН°^^^ЧТО Дихлорборан,
,2-бензодиоксафосфол I ^аимодействием ВН3 с ВС13, с отлич- которыи лег™алифатические сульфоксиды в рас- ПЫМ В тгТпон О °Cтечение несХльких минут. В то же время творе ТГФ при иЛокспдОВ продолжается в течение
восстановление ди р Уз Фьтаты согласуются со схемой, вклю- ~ 24 ч при 2о с. Р * ма КИСЛорода сульфоксида по ,aTveV»TТпос^фрагментацией образующегося интер-
медната Н5))образованием продуктов реакции (уравнение 18).
Х^Д^о'''8* ВНС12> ^S^o^-B—Н >RSRr + С12ВОН (18)
/R1 + XCJ
(44)(45)
Дихлорборан (44) действует крайне селективно и не восстанавливает сложные эфиры, хлорангидриды, нитрилы или нитросоединения в ТГФ при О °C; по отношению к этому реагенту даже альдегиды, кетоны, амиды и алкены проявляют низкую реакционную способность.
Восстановление с помощью фосфола (46) проводится в кипящем СС14, содержащем следы иода. В этом случае алифатические сульфоксиды также восстанавливаются быстрее ароматических; выходы для соединений обоих классов обычно выше 90%.
ООР—С1 (46)Р—С1 (46)ОО
О
О
Р—С1 (46)
Р—С1 (46)
О
О
Среди других реагентов, которые используют для восстановления сульфоксидов, следует отметить трифенилфосфин в кипящем CCU, трихлорсилан, гексахлордисилан, пентакарбонилжеле- зо, бисульфит натрия, СоС12—NaBH4 и каталитические количест- Ва, ’ Сравнительные достоинства этих методов рассмотрены в работах [57, 60]. Утверждают [61], что отличные результаты были лучены при восстановлении Н2 в присутствии Pd/C в эта- тип.6 При 80—90 °C в течение 3—4 дней. Как сообщают, ди-н-бу- диФсш,лсульфоксиды восстанавливаются при этом с выходами соответственно 99 и 90%. В случае 4-оксотиан-1-оксида
преимущественно восстанавливается сульфоксидная группа и выходом 59% был получен 4-оксотиан.с
ОRSR1ОRSR1ЕЗОзМе в CH2CI2или Et3OBF4 в CH2CI2 [62]ЕЗОзМе в CH2CI2или Et3OBF4 в CH2CI2 [62]ОМеRSR1ОМеRSR1NaBH4или NaBH3CN^ 5‘NaBH4или NaBH3CN^ 5‘(19)(19)
О
RSR1
О
RSR1
ЕЗОзМе в CH2CI2
или Et3OBF4 в CH2CI2 [62]
ЕЗОзМе в CH2CI2
или Et3OBF4 в CH2CI2 [62]
ОМе
RSR1
ОМе
RSR1
NaBH4
или NaBH3CN^ 5‘
NaBH4
или NaBH3CN^ 5‘
(19)
(19)
(47)(70—90%)
Восстановление сульфоксидов возможно также через стадию первоначального образования алкоксисульфониевой соли (47) (уравнение 19) с дальнейшим восстановлением ее с помощью NaBH4 [62] или более мягким и селективным восстановителем NaBH3CN [63]. Общий выход весьма высок.
И.6.3.3. Образование сульфимидов и сульфоксимидов
Сульфимиды и сульфоксимиды могут быть получены из сульфоксидов несколькими путями. Для сульфоксимидов наиболее общими методами, по-видимому, являются реакции сульфоксидов с хлорамином Т в присутствии хлорида меди (II) или реакции сульфоксидов с нитренами, генерируемыми при катализируемом медью разложении азидов. Незамещенные по азоту сульфоксимиды образуются при взаимодействии сульфоксидов с азотистоводородной кислотой в смеси серная кислота—хлороформ [65]. Сульфимиды получают из сульфоксидов и сульфонил- или ацилизоцианатов [66]. Сообщалось, что некаталитическое разложение тозилазида в присутствии сульфоксидов также дает сульфимиды [67]. В этих реакциях обнаружился ряд очень интересных стереохимических особенностей (см. гл. 11.10 и 11.11).
Сульфоксиды как нуклеофилы
Окисление по Моффэтту
Нуклеофильность кислорода сульфинильной группы в ^сульфоксидах нагляднее всего проявляется в образовании солей в присутствии сильных кислот (уравнение 20; см. также разд. 11.6.3.1). Эта особенность сульфоксидов была впервые использована в синтезе в 1957 г., когда Корнблюм и сотр. [68] показали, что различные фенацилгалогениды окисляются в фенилглиоксали при простом растворении этих соединений в ДМСО при комнатной температуре в присутствии NaHCO3. Позднее те же авторы нашли, что бензилгалогениды и многие первичные алкилтозилаты с хороши выходом (70—85%) превращаются в альдегиды при нагревании в ДМСО, содержащем бикарбонат, при 100—150 °C в течение пр
(20)(20)мерно 5 мин [69] (уравнения 21—23).
(20)
(20)
RR'S=O + HX —> RR'S—ОН X'АгСОСН2Вг -212222522^ .> ДгСОСНО (70—95%)25 °C, 9 ч
ДМСОЛЧаНСОз^ АгСНО
ArCFLBr юо °с, з мин
т да^Д^^ RCHO RCII2O1o 159 °C, з мин
(70—85%)
(50-90%)
(22)
(23)
как нуклеофильное за-
Эти реакции oKHC^e"H”o°c^^чт0 ПРИ’
мещенис галогенидаiоксИСуЛЬфониевой соли (48), которая
» карбонильное соединено ,, димстнлсульфид двумя возможными оутяып (схема 24).
R-CH2-X
O=SMe2
RCHTO-SMe2
(48)
^СНз КСН2-О-§/ 4сн2 44 (48)
од
RHCX xSMe2
7",
н1 сн2
RCHO + Me2S
(24)
Алкокснсульфониевые соли типа (48), которые легче всего могут быть получены взаимодействием сульфоксида с электрофилом типа RX или реакцией спирта с сульфониевой солью (уравнение 25; ср. с приведенным ниже уравнением 27) могут претерпевать ряд общих реакций: окисление (уравнение 26), нуклеофильное замещение по атому серы (уравнение 2/) или по атому углерода (уравнение 28), перегруппировку Пуммерера (уравнение 29).
RR'S— X + R2OH —> RR'S—OR2Me2S—OCHRR1 —> RR'C=O + Me2SMe2S—OR + Nu" —> Nu—SMe2 + ORMe2S—OR + Nu- —> Me2S=O + RNu
Me2S—OR —► MeSCH2OR
(25)
(26)
(27)
(28)
(29)
С помощью этих превращений можно описать все или, по крайней мере, большинство реакций, в которых сульфинильный кислород первоначально выступает в качестве нуклеофила. Дальнейшее направление процесса зависит от условий реакции, природы групп R и используемого сульфоксида. Изучение влияния различных факторов явилось предметом многочисленных исследований, чрезвычайно важных в синтетическом отношении, особенно для ^одов, основанных па использовании ДМСО как окислителя
Реакции окисления с помощью ДМСО могут быть разбиты на два типа в зависимости о г сиосооа генерирования алкоксисульфо, пневой соли (48). К первой группе почти исключительно относится окисление спиртов. В этих реакциях алкоксисульфониевая соль (48) образуется путем взаимодействия спирта с алкоксисульфо- ниевой солью типа (49), которая генерируется при взаимодействии ДМСО с присутствующей в среде электрофильной частицей Е.
+ rr'choh+
Me2S=O + E* —> MeS—ОЕ> RR'CHO— SMe2(30)
(49)(48)
Для активирования ДМСО к нуклеофильной атаке по атому серы могут использоваться различные реагенты. При этом необходимо, чтобы электрофильная частица (Е) реагировала с ДМСО быстрее, чем со спиртами, а группа ОЕ в (49) была бы хорошей уходящей группой. Среди наиболее часто используемых электрофильных агентов — дициклогексилкарбодиимид (ДЦК) в сочетании с трифторацетатом пиридиния, уксусный ангидрид, трифторуксусный ангидрид и ангидрид метансульфокислоты. В случае последних двух соединений предварительно при низкой температуре получают соль (49), а уже затем вводят в среду спирт.
Механизм окисления по Пфитцнеру — Моффэтту [71], которое зключает обработку спирта в ДМСО дициклогексилкарбодиими- дом и каким-либо источником протонов, например полифосфорной кислотой или трифторацетатом пиридиния, выяснен в ряде исследований, особенно с использованием изотопной метки. Этот процесс характеризуется уже описанными выше особенностями, т. е. включает стадии активации ДМСО и разложения образующейся алкоксисульфониевой соли. Ниже показаны три стадии этого превращение: активация ДМСО (уравнение 31), образование алкоксисульфониевой соли (48) (уравнение 32), разложение алкоксисуль- фониевой соли (уравнение 33).
OSMe2
C6H1iN=C=NC6H11+Me2SO > CeH, ,N=C—NHCeH4(31)
Н+
CgH^l^C—ЦНС6НЛ У RR1CH—О—SMe2(32)
(48)
(48)
HO CHRP1
основание
^ RRtC=O + Me2S (33)
мрханизм этой реакции очень подробно рассмотрен Посколькуниже в основном будут описаны, синтетиче-
в обзорах I/ , акцни и сравнены достоинства разных методов скис ЗСПСК 1Ы гj-ri<
°K1 нТ^о^ее^областью применения ДМСО является пре-
пенне первичных спиртов в альдегиды, поскольку при этом не Р т произойти переокисление до кислоты и не затрагиваются другие легко окисляемые группировки, такие как связи С = С или другие ле условия окисления достаточно мягки и реакция может нити в почти нейтральной среде, что сводит к минимуму возможность протекания побочных реакций изомеризации или каких-либо других превращений в остальной части молекулы. Ниже даны некоторые примеры, иллюстрирующие эти преимущества. С использованием системы ДМСО - ДНК холестерин окисляется до холе- стен-5-она-З (уравнение 34) [72], 3-метиленциклобутанол — до З-метиленциклобутанона (уравнение 35) [73], а спирт (50) до соответствующего кетона (уравнение 36) (51) [74].
(50)(51)
В то же время, окисление с помощью другого хорошо известного peaieHTa, пиридин СгОз, приводит к образованию сопряженных кетонов в случае первых двух веществ и к расщеплению связи Si—С при окислении спирта (50).
Использование системы уксусный ангидрид — ДМСО было cnvLBbIerrTrCAIi0 ОлбРайтОм и Голдмэном в 1965 г. [75]. В этом лаюпДйДМС° актиВиРУется реакцией с уксусным ангидридом, ствиисУльФ0НИевУю соль (52), при взаимодей-
суль(ЬониевырИ С°обРа3УЮтся необходимые алкокси-
ся в обчаоты п°ЛИмодификация в основном применяет-
фек Д еГн Д ^1761' ™-«"Д™ому, этот метод более эф-
ДМСО1771^ 3атРУдиен,,ых спиртов, чем система зование побочных недостаткам этой методики относятся обра- . эфиров (55) Э(ЬипьР°?^Т0В ТацетатОВ и метилтиометиловых
ДО сульфДДот 5„™ обыу,отся вммствие разложения она (54), который далее реагирует со
спиртами (см. также обсуждение разд. 11.6.3.5).
реакции Пуммерера;
MeCOJ
Me2S=O + (МеСО)--О —> Me2S— ОСОМе
(52)
ROH+
> Me2S—OR
(53)
(37)
+ROH
(38)(38)(52)MeS=CH2 ► MeSCH2OR
(38)
(38)
"Н°АС (S4)(S5)
Превращение фосфорана (56), содержащего р-лактамную группировку, в бициклический продукт (58) (выход 64%) с помощью внутримолекулярной реакции Виттита с альдегидом (57) (уравнение 39) наглядно демонстрирует возможность применения системы ДМСО — Ас2О при наличии таких легко окисляемых функций, как сульфидная и фосфорановая [78]. В ходе этого превращения сохраняется также р-лактамная группировка, которая одинаково чувствительна к действию как кислот, так и оснований.
Н НН НBU ТА/ Гсн,онBU ТА/ Гсн,онДМСОАс2ОДМСОАс2Он нн нСО2Ви-.?7г/7£772СО2Ви-.?7г/7£772О C=PPh,I 3CC^Bu-TTZ^eVZ?О C=PPh,I 3CC^Bu-TTZ^eVZ?(56)(56)(57)(57)(39)(39)
Н Н
Н Н
BU ТА/ Гсн,он
BU ТА/ Гсн,он
ДМСО
Ас2О
ДМСО
Ас2О
н н
н н
СО2Ви-.?7г/7£772
СО2Ви-.?7г/7£772
О C=PPh,
I 3
CC^Bu-TTZ^eVZ?
О C=PPh,
I 3
CC^Bu-TTZ^eVZ?
(56)
(56)
(57)
(57)
(39)
(39)
Синтетически важные модификации метода описаны Олбрайтом [79] и Сверном с сотр. [80]. Было найдено, что ДМСО, спирт н ангидрид метансульфоновой кислоты реагируют в ДМФ при —20 °C с образованием стабильной алкоксисульфониевой соли (48), при кратковременной обработке которой триэтиламином образуется карбонильное соединение с прекрасным выходом. Так, при окислении тестостерона с выходом 99% был получен андро- стен-4-дион-2,17.
Очень эффективны и другие соединения, активирующие ДМСО^: тозилхлорид [79], циануровая кислота [79] и трифторуксусный ангидрид [80]. Применение трифторуксусного ангидрида в СН2С12 при —65 °C особенно хорошие результаты, по-видимому, дает при окислении очень затрудненных спиртов. Так, например, 2,4-диметнлпептанол-З и изоборнеол превращаются в диизопропил- 272
кетон и камфору (уравнение 40) с выходами соответственно 86 и 93%.
(сг3со)2о, дмсоСН2С12,-65°с(сг3со)2о, дмсоСН2С12,-65°с(49) kk^(49) kk^(93%)(93%)(40)(40)
(сг3со)2о, дмсо
СН2С12,
-65°с
(сг3со)2о, дмсо
СН2С12,
-65°с
(49) kk^
(49) kk^
(93%)
(93%)
(40)
(40)
Как уже упоминалось, галогенпроизводные и тозилаты могут быть окислены в карбонильные соединения. В этих случаях алко- ксисульфониевая соль образуется путем нуклеофильного замещения уходящей группы на ДМСО, и атом кислорода ДМСО является источником карбонильного кислорода в получающемся альдегиде и кетоне. Эти реакции обычно проводят путем нагревания субстрата в ДМСО, содержащем основание (NaHCO3 или коллидин), которое способно разлагать промежуточную соль и нейтрализовать образующиеся побочные кислые продукты. Эти типы реакции особенно пригодны, если галогенпроизводное или тозилат склонны к реакциям 5м2-замещения, как, например, в случае «-галогенированных сложных эфиров и кислот [81], фенацил- [68] и бензйл- галогенидов [82], первичных алкилиодидов и сульфонатов [82] и вторичных а-кетопроизводных [83]; при окислении вторичных га- логенпроизводных и тозилатов выходы невелики, так как в этих случаях протекают конкурирующие реакции элиминирования.
Реакции трехчленных гетероциклов с ДМСО обычно в присутствии кислых катализаторов часто приводят к окислению путем переноса кислорода. Так при действии ДМСО в присутствии BF3-Et2O [84] на эпоксиды (59) образуются а-гидроксиальдегиды (уравнение 41). N-Ацилазиридины, например (60), при нагревании в ДМСО при 115—120 °C превращаются с раскрытием цикла в оксоамиды [85] (уравнение 42).
ООН
/ \ BFs-EtzO |
RHCСН2 —--—-* RCH— CHO + Me2s(41)
(59)
ООО
II /XДМСОII II
«-O2NC6H4C—Nr——Ph„ > n-O2NC6H4CNHCH2CPh (4;)
(60)
Перехват бромоний-ионов с помощью ДМСО также может классифицироваться как раскрытие трехчленного цикла. Так, транс-стильбен и N-бромсукцинимид в ДМСО, содержащем небольшое количество воды, дают эритро-1-бром-1,2-дифенилэтанол (61) (уравнение 43) [86]. Исследование этой реакции с помощью
метки 180 показало, что гидроксильный кислород в (61) образует ся из ДМСО. В этом случае промежуточная алкоксисульфопиевая соль не окисляется до кетона, а гидролизуется с образованием спирта. Аналогичным образом циклогексен, Вг2 и ДМСО цщ — 10 °C дают после гидролиза тронс-2-бромциклогексаиол [87]
(2) Реакции с участием атома серы DMCO в качестве нуклеофила(2) Реакции с участием атома серы DMCO в качестве нуклеофила
(2) Реакции с участием атома серы DMCO в качестве нуклеофила
(2) Реакции с участием атома серы DMCO в качестве нуклеофила
В большинстве реакций сульфоксидов, в которых они выступают как нуклеофилы, атакующим центром является атом кислорода. Однако описаны также реакции, происходящие как нуклеофильная атака атомом серы. Наиболее наглядным примером этого процесса является окисление сульфоксидов в сульфоны с помощью электрофильных пероксикислот. Как отмечалось выше, реакции алкилирования легко протекают по кислороду и дают алкокси- сульфониевые соли (49). Однако в соответствующих условиях подобные реакции обратимы. В классическом примере ДМСО и СН31 первоначально образуют триметилсульфонийиодид (62), который медленно превращается в термодинамически более стабильный триметилоксосульфонийиодид (63) [88] (уравнение 44). Оксосульфониевые соли описаны довольно мало, поскольку они легко претерпевают ^-фрагментацию, образуя алкены и сульфоксиды, если это допускается структурой молекулы. Ряд оптически активных оксосульфониевых солей был получен из оптически активных сульфоксидов и Mel — Hgl2 [89].
(44)(44)ОМеоО
(44)
(44)
Me2S+ Г ^=> Mel + Me2S —> Me3S+ Г
(62)(63)
Среди других примеров реакции с участием нуклеофильного атома серы сульфоксидов следует отметить комплексообразование ДМСО с переходными металлами, проходящее по атому кислорода или серы [90] и сс-галогенпрование сульфоскидов (см- разд. И.6.3.8.). В случае а-галогенпрования, как и для реакции алкилирования, возможно, что кинетически предпочтительна эта ка но кислороду с образованием О-хлорированного интермедиата, который, однако, далее реагировать не может и диссоциирует на исходные вещества и, в конце концов, превращается в S-хлориро ванные частицы.
Перегруппировка Пуммерера [91]
монотиоацеталимонотиоацеталип общем случае реакции этого типа могут быть определены превращения, в которых сульфоксид, содержащий не менее иного а-водоротпого атома, восстанавливается в сульфид с одно- впеменным окислением по а-углероду в производные альдегида или' кетона (уравнение 45). К перегруппировкам этого типа особенно склонны р-дисульфокспды, р-оксосульфоксиды, р-сульфснил- пооизводные сложных эфиров и кислот и аллил- и бензилсульф- оксидьг В этих случаях реакция осуществляется при кратковременной’обработке кислотами. Так, например р-оксосульфоксиды (64), образующиеся при реакции метилсульфинилкарбаниона со сложными эфирами, при обработке кислотами превращаются в (65) (уравнение 46) [92].
монотиоацетали
монотиоацетали
XXО
X
X
ооАгС—ОМеАгС—ОМео II MeSCH2о II MeSCH2R2CH—S—R*ОR2CH—S—R*ОооО ОНО ОН(45)(45)АгС— СН2— SMe(64)•АгС— СН2— SMe(64)•Н+н2оН+н2оАгС—CH—SMeАгС—CH—SMe(65)(65)(46)(46)Простые диалкилсульфоксиды значительно более стабильны, но они могут претерпевать реакции типа перегруппировки Пуммерера в присутствии сильных электрофильных реагентов — ангидридов карбоновых кислот, хлорангидридов, изоцианатов, карбодиимидов, хлорпроизводных кислородсодержащих кислот серы, неорганических галогенидов (ВС13, SiCl4, SOCK РС13, РОС13) и Р2О5 [91].Механизм реакции Пуммерера изучен Джонсоном, Шарпом и Филлипсом [93]; он представлен ниже на примере реакции изо- пропилметилсульфоксида (66) с уксусным ангидридом (уравнение 47). Первоначально образующаяся ацилоксисульфониевая соль (67) превращается в илид (68), который быстро отщепляет ацетат-ион с образованием сульфениевого иона (69); реакция иона (69) с ацетат-ионом дает а-ацетоксисульфид (70).Простые диалкилсульфоксиды значительно более стабильны, но они могут претерпевать реакции типа перегруппировки Пуммерера в присутствии сильных электрофильных реагентов — ангидридов карбоновых кислот, хлорангидридов, изоцианатов, карбодиимидов, хлорпроизводных кислородсодержащих кислот серы, неорганических галогенидов (ВС13, SiCl4, SOCK РС13, РОС13) и Р2О5 [91].Механизм реакции Пуммерера изучен Джонсоном, Шарпом и Филлипсом [93]; он представлен ниже на примере реакции изо- пропилметилсульфоксида (66) с уксусным ангидридом (уравнение 47). Первоначально образующаяся ацилоксисульфониевая соль (67) превращается в илид (68), который быстро отщепляет ацетат-ион с образованием сульфениевого иона (69); реакция иона (69) с ацетат-ионом дает а-ацетоксисульфид (70).ОМе2СН— S— Me(66)ОМе2СН— S— Me(66)АсО" ОАсАс2О|*■ Ме2СН—S—Me —>АсО" ОАсАс2О|*■ Ме2СН—S—Me —>ОАсОАсМе2СН— S—СН:Ме2СН— S—СН:(67)4"ОАсMe2CHS=CH2 (69)(67)4"ОАсMe2CHS=CH2 (69)—АсО-—АсО-(68)(68)Me2CHSCH2OAc(70)Me2CHSCH2OAc(70)(47)(47)веЛ11ииУоМеХа“ИЗМу соответствуют данные, полученные при про-реоа еРекРССТПь,х экспериментов по перегруппировке Пумме-дии метоксисульфоппевых солей. Было показано, что па ста-' кре.ш.еп.ующед „перегруппировке, происходит обменвеЛ11ииУоМеХа“ИЗМу соответствуют данные, полученные при про-реоа еРекРССТПь,х экспериментов по перегруппировке Пумме-дии метоксисульфоппевых солей. Было показано, что па ста-' кре.ш.еп.ующед „перегруппировке, происходит обмен
о
о
АгС—ОМе
АгС—ОМе
о II MeSCH2
о II MeSCH2
R2CH—S—R*О
R2CH—S—R*О
о
о
О ОН
О ОН
(45)
(45)
АгС— СН2— SMe
(64)•
АгС— СН2— SMe
(64)•
Н+
н2о
Н+
н2о
АгС—CH—SMe
АгС—CH—SMe
(65)
(65)
(46)
(46)
Простые диалкилсульфоксиды значительно более стабильны, но они могут претерпевать реакции типа перегруппировки Пуммерера в присутствии сильных электрофильных реагентов — ангидридов карбоновых кислот, хлорангидридов, изоцианатов, карбодиимидов, хлорпроизводных кислородсодержащих кислот серы, неорганических галогенидов (ВС13, SiCl4, SOCK РС13, РОС13) и Р2О5 [91].
Механизм реакции Пуммерера изучен Джонсоном, Шарпом и Филлипсом [93]; он представлен ниже на примере реакции изо- пропилметилсульфоксида (66) с уксусным ангидридом (уравнение 47). Первоначально образующаяся ацилоксисульфониевая соль (67) превращается в илид (68), который быстро отщепляет ацетат-ион с образованием сульфениевого иона (69); реакция иона (69) с ацетат-ионом дает а-ацетоксисульфид (70).
Простые диалкилсульфоксиды значительно более стабильны, но они могут претерпевать реакции типа перегруппировки Пуммерера в присутствии сильных электрофильных реагентов — ангидридов карбоновых кислот, хлорангидридов, изоцианатов, карбодиимидов, хлорпроизводных кислородсодержащих кислот серы, неорганических галогенидов (ВС13, SiCl4, SOCK РС13, РОС13) и Р2О5 [91].
Механизм реакции Пуммерера изучен Джонсоном, Шарпом и Филлипсом [93]; он представлен ниже на примере реакции изо- пропилметилсульфоксида (66) с уксусным ангидридом (уравнение 47). Первоначально образующаяся ацилоксисульфониевая соль (67) превращается в илид (68), который быстро отщепляет ацетат-ион с образованием сульфениевого иона (69); реакция иона (69) с ацетат-ионом дает а-ацетоксисульфид (70).
О
Ме2СН— S— Me
(66)
О
Ме2СН— S— Me
(66)
АсО" ОАс
Ас2О|
*■ Ме2СН—S—Me —>
АсО" ОАс
Ас2О|
*■ Ме2СН—S—Me —>
ОАс
ОАс
Ме2СН— S—СН:
Ме2СН— S—СН:
(67)
4"ОАс
Me2CHS=CH2
(69)
(67)
4"ОАс
Me2CHS=CH2
(69)
—АсО-
—АсО-
(68)
(68)
Me2CHSCH2OAc
(70)
Me2CHSCH2OAc
(70)
(47)
(47)
веЛ11ииУоМеХа“ИЗМу соответствуют данные, полученные при про-реоа еРекРССТПь,х экспериментов по перегруппировке Пумме-дии метоксисульфоппевых солей. Было показано, что па ста-
' кре.ш.еп.ующед „перегруппировке, происходит обмен
веЛ11ииУоМеХа“ИЗМу соответствуют данные, полученные при про-реоа еРекРССТПь,х экспериментов по перегруппировке Пумме-дии метоксисульфоппевых солей. Было показано, что па ста-
' кре.ш.еп.ующед „перегруппировке, происходит обмен
алкоксигрупп, что подтверждает промежуточное образование ста билизнровапных серой карбокатионов типа (69) в реакции Пумме" рера. По-видимому, в (68) ацетатная группа или другая из воз можных групи [—OR, —OS(О)—Cl и т. д.] мигрируют не за счет внутримолекулярного процесса [94].
Региоселективность перегруппировки, наблюдаемая для несимметричных сульфоксидов типа (66), может быть предсказана на' основании сравнения относительной кислотности двух а-протонов в сульфониевой соли (67). Поскольку илид (68), по-видимому, в заметной степени не протонируется в^ (67), образование этого илида является лимитирующей стадией всего процесса [94].
Этот механизм позволяет объяснить образование метилтиометиловых эфиров (55) как побочных продуктов при окислении системой ДМСО — Ас2О или ДМСО —ДЦК. Известно, что при окислении с помощью системы ДМСО — (СЕ3СО) 2О или ДМСО — ангидрид метансульфокислоты не образуется заметных количеств (55). Это легко объяснить тем, что в этих случаях противоионы промежуточных сульфониевых солей (СР3СО2" или CH3SO3) недостаточно основны, чтобы вызвать образование илида (68), которое могло бы конкурировать с альтернативной реакцией нуклеофильного замещения ацилоксигруппы при атоме серы на алкоксигруппу, приводящей к образованию (48) [79, 80].
Известен ряд ключевых синтетических превращений, основанных на реакциях типа Пуммерера. Выше уже упоминалось превращение р-оксосульфоксндов (64) в а-дикарбонильные соединения, обычно выделяемые в виде монотиоацеталей (65). Если перегруппировка проводится в присутствии иода, то метантиол, необходимый для образования монотиоацеталя, превращается в диметилдисульфид (уравнение 48); в результате с выходами >80 % образуются а-оксоацетали [95].
ОО.О о
О
О
RCCH(OMe)2RCCH(OMe)2II II о ОRC—CH+MeSH
RCCH(OMe)2
RCCH(OMe)2
RCCH2SMe(64)RCCH2SMe(64)12+(48)
RCCH2SMe
(64)
RCCH2SMe
(64)
ООМе0НMeSSMe
О
О
II /0НRCCn^SMe
(65)
При действии кипящего уксусного ангидрида, содержащего ацетат натрия, р-оксосульфоксиды превращаются в а-ацетоксип эфиры (72) [96]. Это интересное превращение включает стад обычной перегруппировки Пуммерера с образованием соединен (71), которое далее претерпевает внутримолекулярное они ние восстановление и перенос ацильной группы. Наи - вероятный механизм этой реакции показан ниже (уравнение •
R-CrC-SRl R—С=С Y R-C-C^ (49) H OAcH
(71)(72)
Исходя из р-оксосульфоксндов (64), содержащих соответствующие заместители, были получены различные гндрокспкпслоты, в том числе миндальная (73) и защищенная 4-ампио-2-гндрокси- масляная (74)- кислоты (выходы 65 и 79% соответственно) [96]. Цучнхашн с corp. [97] осуществили превращение легкодоступных р-гидроксисульфоксидов (75) (см. разд. 11.7.2.) в защищенные а-гндрокснальдегнды (76) при кипячении со смесью NaOAc—Ас2О в течение нескольких часов (выходы 85—95%).
ОНООН
III
Ph—CH—СО2НPhCHoO—С—NH(CH2)2CH—со2н
(73)(74)
ОН ООАс ОАс
I II Ас2О I |
RCH—CH2SAr -———> RCH— CH— SR(50)
NnOAc' *
(76)
Стабилизированный серой карбокатион, образующийся при перегруппировке р-оксосульфоксндов (77) по Пуммереру, может быть перехвачен за счет внутримолекулярной реакции с обогащен
реакции циклизации использовались для синтеза индолов (уравнение 52), карбазолов и бензотиофенов [99].реакции циклизации использовались для синтеза индолов (уравнение 52), карбазолов и бензотиофенов [99].ным электронами ароматическим ядром, находящимся в подходящем для циклизации месте (уравнение 51) [98]. Аналогичные
реакции циклизации использовались для синтеза индолов (уравнение 52), карбазолов и бензотиофенов [99].
реакции циклизации использовались для синтеза индолов (уравнение 52), карбазолов и бензотиофенов [99].
(80)
(78) TsOII ► ТГФ
(51)
Me—S=O (79)
SMe
(80) (63%)
(52)
ТЕРМИЧЕСКОЕ И КАТАЛИЗИРУЕМОЕ ОСНОВАНИЯМИэлиминирование сульфеновых кислот
Отщепление сульфеновых кислот от обычных сульфоксидов под действием основных катализаторов протекает с трудом обычно в сильноосиовпых условиях при большой продолжительности реакции. Так, например, диизопропилсульфоксид при выдерживании в ДМСО — трет-BuOK при 55 °C в течение 17 ч дает пропен с выходом 95% (уравнение 53). Аналогично дибутилсульфоксид превращается в смесь бутенов, хотя и с довольно низким выходом [100]; тиолан-1-окспд (81) может быть превращен в бутадиен-1,3 путем двойного элиминирования (уравнение 54).
О
||ДМСО, КОВи-трет
Me2CH-S-CHMe2 -—-> МеСН=СН2(53)
(95%)
/\ ДМСО, KOBu-трет Л й.
8=0(81)
Очень часто подобные реакции [3-элиминирования являются частью последовательности реакций,, в которых сульфинилкарб- анион, обычно метилсульфинилкарбанион, присоединяется к сопряженной двойной связи. Первоначально образующийся при этом интермедиат может протонироваться и далее подвергаться 0-элиминированию (Е2) или изомеризоваться и элиминировать сульфе- новую кислоту по механизму flcB. Конечным итогом подобной реакции после изомеризации двойной связи (или связей) является в случае MeS(O)CH2 метилирование (уравнения 55 [99], 56 [102]). Наиболее успешно реакции такого типа использовали для метилирования стильбенов [101], стильбазолов [101] и конденсированных ароматических систем типа хинолинов, антрацена и фенантрена [102]. Простые диены, например бутадиен и пентадиен-1,3, также метилируются с выходом 40—50% [ЮЗ, 104].
PhCH=CHPh + MeSCHo ^ PhCHCHCH,SMe ^=*
'II 'I И
ОPh О
PhCH2CCH2SMe —> PhCH2C=CH2 —> PhCH=CPh (55)ph ОPh(65%) Me
.Me'
в некоторых случаях возможно образование циклопропанов в результате у-элнмннирования, успешно конкурирующего с R Ли минированием. Так, 2-алкил-З-фениллрояилметилсульфокснт обо/ зует как циклопропаны, так и алкены. Образованию цпктопвопГ нов, происходящему через стадию карбанионного интермедиат/ благоприятствует использование более по тяпнота*
(ДМСО>. чем тр„3тМа№1. Уважение pSpT=.1( ” местителя также способствует образованию циклопропа ов воз" можно, из-за того, что в этом случае для сульфоксида затруднено возникновение конформации, требуемой для 7/№1 2^1п^™™
вания [41].
Термическое элиминирование сульфеповых кислот из сульфоксидов известно уже довольно давно; в 1960 г. Крам и Кингсбю- ри доказали [105] по результатам термолиза диастереомерных 1,2-длфсиилпропилфепилсульфоксидов (82), что эта реакция является син-элиминированием (уравнение 57).
PhPh
Ph^J-^Ph ^/С=С\+ [PhSOHj (57)
Me 74Me
(«)(83)(84)
Сульфеиовые кислоты, образующиеся при термолизе самих сульфоксидов, удается перехватывать и идентифицировать в виде их производных. Шелтон и Дэвис [106] подтвердили образование трет-бутилсульфеновой кислоты (86) при распаде ди-трет-бутил- сульфоксида (85) в бензоле при 80 °C путем перехвата (86) с помощью электрофильных алкенов или ацетиленов (уравнение 58).
О
бензолCH,=CHCO9Et
Me3CSCMe3Ме2С=СН2 + Me3CSOH —>
нагревание
(86)(86)
0
—► Mc3CSCH2CH2CO2Et
термолизе трет-термолизе трет-Сульфеиовые кислоты, образующиеся при термо^из^ -ра- бутилсульфоксидов, могут быть эффективно использованы в синтезе циклических сульфоксидов (см. разд. 11.6.2).
термолизе трет-
термолизе трет-
По-видимому, наиболее важное применение термолиз сульфоксидов нашел в области (3-лактамных антибиотиков. Имеется отличный обзор по этим вопросам [107]; ниже дано несколько наиболее интересных примеров.
При нагревании в бензольном растворе сульфоксид пеницилли- !|а (87) изомеризуется в термодинамически более стабильный изомер (89) (уравнение 59). Промежуточное образование сульфе- новой кислоты (88) при этом было доказано перехватом ее реак-
пеагептамн. включая ацетилены, акролеин, пнями с различнымиэф ы Сполов, тиолы, диэтилазоди-
напряженные ^ ^Интермедиат (88) может
карбоксилат и тртрИэтилфосфнтом в тиол, выделяемый
также восстанавлив.и. ‘^становление проводится в присут- в виде ацетата (ууь Продукты этих реакций, которые воз- ствии уксусного d" /я тназолидинового цикла пенициллина пикают путем Ра^ миого кольца, были далее превращены при сохраненин р-лу п„г.тоеНиых методов в модифицированные посредством довольнои изощрен х^ СоедШ!ение (91)> образую. производные пенама и ц Рмсдо (88) с пОМОЩЫО трИМетилси- шееся при пеРе™ате ‘реакции с водой образует
лилхлорида, при^ кру(выделенной и охарактеризован-
™г ^” =™ —\сульфоксида -(87^-"р°- ^^„^^“"еш'бО) Щ8. 1091.
смесь сульфеиовои
продукта дегидратации
последнего (уравнение
о
Н н I?
Н.
ОН Н Н | = ч S
о
д у
О
-N
У
(69)
СО2Ме (87)
СО2"Ме («8) .
О
II (МеО)3Р MeCCl
СО2"Ме
(59)
н н
2^>- (87) + (88) +
СО«Ме
(91)R^NHCOR1. Трост с сотр. [11
(9Q)
О
СО^Ме
н н
СО2Ме
(92)
(60)
фенилиппреакиийРаб°Та1И и попользовали в синтезе введение/ЧИИа (Уравнение 61 хСул*НИЛиРоваиия — дегидросуль- ДВОЙНОЙ СВЯЗИ о Ил РСЗУЛЪтат°М которой является
280^/"Конфигурацией в «-положение
последовательность
^ипякпептопиой группы (ЭЛГ). Суть метода состоит во ввс- элсктр тио- или метилтиогрупп в «-положение к ЭЛГ путем дс""'соответствующего карбаниона с дифенил- или димстил-
ЕХфнДом окислении образующегося интермедиата (94) сульфоксида (95) и термолизе последнего. Элиминирование Жепилсульфинилыюго производного происходит очень легко при кипячении в бензоле или CCh, в то время как для отщепления метилсульфиновой кислоты необходимо нагревание в толуоле.
элг
|О|
SR1
ЭЛГ '• (n.w-Pi)2NLI
2. r'SSR1
GO-150 °C >
(95)
(94)
К/^ЭАГ
(61)
(96)
ЭАГ = COR, CO2R, CN; R = Aik, Ar R‘ = Ph, Me
В этой реакции использовался ряд соединений, содержащих ЭАГ, в том числе кетоны, сложные эфиры и нитрилы. Во всех случаях тщательно описаны [110] условия реакции, при соблюдении которых получены отличные выходы конечных продуктов. Особо можно отметить селективное введение двойной связи в аф-положение к сложноэфирной группе стероида (97) с общим выходом более 80% (уравнение 62). В этом превращении в качестве сульфенилирующего агента был использован MeSSMe, а не PhSSPh, поскольку PhSSPh не реагирует с енолятом кетона (97). Эта же последовательность реакций была применена в синтезе а-метилеп-3-лактопов (100) (уравнение 63) [111].
1.2(wo.pf)2NH
2. MeSSMe
3^-cic6H4cd3H
• Нагревание
(»»)
l.(u3o-Pr)2NLl
2.MeSSMe ^-CIC^CO^
4.Нагревание
(100) (93%)
(63)
Термолиз сульфоксидов использован также при получен терминальных алкенов из алкилметилсульфоксидов П12], КетонИИ из р-гидроксналкилфеннлсульфокспдов [113] и а-хлоркетонов из р-гидроксиалкил-а-хлорсульфоксидов [114]. При наличии соответствующих заместителей алкилфенилсульфоксиды превращают" ся в замещенные стиролы, винилсульфиды и винилсульфоксиды [40]. В этих случаях требуемые сульфоксиды обычно получают алкилированием или гндроксиалкнлированием соответствующих замещенных PhS(O)CH2R (см., например, уравнение 64). Легкость элиминирования фенилсульфеиовой кислоты существенно зависит от природы R; при наличии групп Ph, SPh и CN термолиз протекает при более низкой температуре, а при наличии S (О) Ph-замес- тптеля — при более высокой температуре, чем в случае R=H. В результате реакции образуется продукт с большим преобладанием (£)-изомера.
Рг-изо
о1. /\N* Li+. ТГФII
II \/Rx А65°с
PhSCH2R jj-> Х/Х/Х/Х/Х
/А/Х/А/\Вг phs=o
— АХХХХ/ХХХR (выход, %): Ph(87), PhS(66), PhS(Q)(60)
Субстраты, из которых может быть элиминирована PhSOH с образованием ценных синтетических интермедиатов, могут также генерироваться при алкилировании аниона метплфепилсульфинил- ацетата (101) и дианионов а-фенилсульфинилкетонов (Ю2) и сложных эфиров (уравнения 65, 66) [115].
ООО CH2Rп О
II - II RCH2X II |Д(65)
PhS—СН—СОМе >- PhS—СН—СО2Ме —►Х=С
Н/ ^СО2Ме (101)
О Me ОО Me О°
PhS—С—С—СН2 -'"^ * PhS—СН—CCH2R —> СН,=СН—CCH2R <66) (102)' 2(103)
Химические превращения, описанные выше, протекают и ^а использовании аналогичных производных селена [Нш- Окис- PhSe может вводиться при реакции карбаниона с Рп е кстВИеМ ление селенида (104), полученного таким образом, R/\/3Ar, /^/ЭАГ н^. /\/ЭАГ К\^^ЭАГ
R IR I<67)
SePhO=SePh
(104)(105)
НО лает селеноксид (105), который при нагревании элимиии- vp/phScOH и образует алкены (уравнение 67).
У О июй из примечательных особенностей процесса, использую- г0' производные селена, является более низкая температура, требуемая для элиминирования, чем в случае сернистых аналогов. Преимущества и недостатки каждого из реагентов обсуждены Тростом [ИО).
«-Сульфинилкарбанионы
(/) Генерирование а-сульфинилкарбанионов
Основной вклад в изучение и использование этих частиц был сделан в исследованиях Кори и Чайковски [117], которые показали что натриевое производное метилсульфинилкарбаниона (106а) легко может быть получено при реакции сухого ДМСО с Nall при G0—70°C в атмосфере азота. Этот карбанион, который действует как очень сильное основание и мощный нуклеофил, вполне устойчив -в растворе ДМСО. В равновесных концентрациях калиевое производное (1066) обнаруживается в системе ДМСО — трет-бутоксид калия ,[И8]; в некоторых случаях эта система может служить как эквивалент необратимо генерируемо- ю аниона ДМСО. Литиевое производное (106в) может легко и почти мгновенно образовываться из ДМСО и почти любого из доступных алкиллитиевых реагентов (MeLi, BuLi и т. д.); обычно наиболее подходящим растворителем является сухой тетрагидрофуран, а температура реакции может варьироваться от комнатной до температуры смеси сухой лед — ацетон (или ниже, если это необходимо).
ОО
И70 °C ||
McSMe + NaH> MeS—СН2 Na*(68)
(Юба)
Оо
IIII -
MeSMe + KOBu-трег ^=± MeS—СИ2 К++ трег-ВиОН (69)
(1066)
Оо
IIII -
MeSMe +RLi —► MeS—СН2 Li* + RH (70) (Юбв)
Метод генерации с использованием RLi, по-видпмому, является наилучшим для генерирования а-сульфпнилкарбаннонов из более сложных сульфоксидов. Для того чтобы обеспечить региоселектмв- ||(’С1ь и|)п (оперировании карбанионов, обычно используют алкил- но6РазУющие фенилсульфинилкарбаиионы, на-
‘ ^JI>1 этнх соелинепин рекомендуется применять ди- былолитни’ а "е алкиллитиевыс производные, поскольку
зано, чго алкиллтиевые реагенты помимо образования
пягшеплять алкилфенилсульфоксиды (до 35 %) карбанионов могут pacwei п0М0ЩЬЮ диизопропиламида лития в (уравнения 71, 72) Ui»h№ кар6аниона проходит быстро
большинстве случаев оор'растворы карбанионов (о-ли-
при всех подходящих.теР ^ким о6раэом быстро реагируют
тийпроизводные), получеми> как карбонильные соедини-
с различными электрофила .^^ кратные СВЯЭИ1 положи-
ния, алкилгалогениды, э Р^Фнты Все эти превращения
X^ —^ РЗЗйеЛаХТ°Ма'
О(uso-PrhNLl ||О> PhS—СНМе
PhSCH2Me —ОО(71)
ТГФ, BuLi ||-||
> PhS—СНМе + MeCH2SBu + PhLi
(65%)(35%)
ОО
|| (uso-Pr)2NLi ||
PhSMe > PhS—CH2(72)
(107)
Структура и стереохимия а-сульфинилкарбанионое
изучались Укак" теорХ™”"” ат^льФинилкаРбанионов интенсивно к исследованию в этой обпя/т Т К И экспеРиментально. Толчком [1201, которые ВПе^ лослУж™и работы Вольфе с сотр. стереотопные метиленовые ??™’,""?Л"0 о6наРУжил». ™ Д”а" ПОД действием NaOD (1 молк?™ п1 6ензилм«илсульфоксида (108) различной скоооеткгп Лпретерпевают обмен с резко
анионы способны 3 ЧеГ° следовало> чт0 а-сульфинилкарб- са Н—D-обмена Пои^*? ,свою асимметРию в ходе процес- оксиде обмениваете/пп Л С ^0;Я)-водород в этом (5)-сульф- дород Вскопе Римерно в 14 раз быстрее, чем ^npo-Syeo- ЛИ детальные расчеты™»0;^ РауК “ ЧизмаД»а П21) ”Рове' “CHoSfOtH ь-птоп , 1 aD initl° Для гипотетического аниона ной конфипщанш/г/ Показали предпочтительность пирамидаль- билизация каобянип СУЩествен™го участия d-орбиталей в ста- в энергии капбяпт а’ 3 ТаКЖе очень значительные изменения шению к фрагменту3 S2аИТЮСТИ от его конформации по отно- энергетическиуU‘ ^ыло показано существование двух
Дится в биссектп^п^^08 ДЛЯ слУЧаев- когда карбанион нахо- свободная папя Ральнои плоскости по отношению к углу О—S— АУ, и дваИ В тРанс"п°ложении по отношению к кислоро-
ной ориентяппп Чес/их максимума - в случае почти заслонен- серы или лля карбаниона по отношению к свободной паре к этой паре предрасположения карбаниона по отношению
о
Me
Ph (Ю «)
Эти две работы стимулировали появление многочисленных экспериментальных исследований, целью которых явилась проверка теоретических расчетов и выяснение структурных и стереохимических факторов, которые могли бы повлиять на стереоселективность реакций с участием диастереотопных водородов у а-угле- родных атомов в циклических и ациклических сульфоксидах. Для ациклических сульфоксидов наибольшая селективность катализируемого основанием обмена а-водородов (Н—D) была найдена для бензилметилсульфоксида (108). Для циклических производных было обнаружено, что скорости обмена диастереотопных протонов различаются более чем в 1000 раз [122]. Рассмотрен также вопрос о возможности использования обнаруженной селективности.
Экспериментально обнаружено, что выводы расчетов подтвердились не полностью. Следует отметить, что это не удивительно, поскольку расчет не учитывал влияния растворителя на стабилизацию карбаниона, а этот фактор, как было показано, играет чрезвычайно важную роль [122]. Так, например, отношение кинетических скоростей обмена (^npo-R)- и (npo-S)-водородов в (108) изменяется от 14 : 1 в NaOD— D2O до 5,5: 1 в MeOD—MeONa и 0,5:1 в трет-ВиОВ— zpez-BuONa [123]. Подобные же поразительные вариации были обнаружены для некоторых конформацион- но жестких циклических сульфоксидов, особенно для (109) [122]. Аналогичным образом показано, что диастереомерный состав продуктов, образующихся при обработке аниона (108) различными электрофилами, изменяется в зависимости от природы растворителя и наличия добавляемых литиевых солей [124]. Следовательно, важным фактором является также образование ионных пар. Подробное обсуждение чрезвычайно обширных данных, полученных для разных сульфоксидов и нередко противоречивых, выходит за рамки данной главы. Опубликован ряд обзоров [122, 125], в которых дана интерпретация известных в то время фактов. В работе Марке с сотр. обсуждены спектры ЯМР ‘Н и 13С для ряда ациклических сульфоксидных карбанионов. На основании изменения химических сдвигов 13С (парамагнитный сдвиг в металлпроизводных) и существенного увеличения константы спин- опинового взаимодействия /(13С—'Н) при переходе от нейтральных соединений к литнйпропзводпым сделано заключение, что °ульфинилкарбанионы, особенно карбанионы бензильного типа,
лучше всего рассматривать как частицы с «р2-гибридизацией [126а].
Однако более важным является вывод о том, что реакции, протекающие с участием а-сульфинильных карбанионов, могут обнаруживать значительную стсреоселективность при дейтеро-водородном обмене, а также при необратимом удалении одного из двух диастереотопных протонов под действием алкиллития [123] или при образовании диастереомерных продуктов реакции карбанионов с электрофилами.
Н1
1
№
1100
№
300
Н4
1300
Изучение кинетического обмена Н—D в диастереотопных СН2-группах конформационно жестких сульфоксидов типа (109) обнаружило значительные вариации в относительных скоростях обмена в зависимости от взаимного расположения связей С-Н и S=O:
Атом водорода
Относительная скорость Н—D-обмена в системе
трет-BuOD, трет-ВиОК
CD3OD, CD3OK
1 200 7600 30
Однако это различие в скоростях далеко не всегда обусловлено только различием в стабильности карбанионов как функции ориентации этих связей. Было показано, что для растворителей типа трет-БиОН [но не для DqO, по крайней мере в случае (Ю8)] существенный вклад в скорость обмена а-водорода сульфоксида вносит «внутренний возврат» [126]. Если степей протекания этого процесса неодинакова для двух диастереотопны атомов водорода, то тогда относительная скорость обмена не олу жает различий в относительной стабильности карбанионов [1^ J Сравнение различных систем, изучавшихся в разных Усл0ВИне’ должно проводиться с крайней осторожностью, что далеко всегда соблюдается [122], [125а].
(2?) (^)(«О) (^(соотношение диастерермсрод 14 j П(2?) (^)(«О) (^(соотношение диастерермсрод 14 j ПООBzN NBzBzN NBzООl.BuLl2.1 (CH2)4CO2Bu-77jewz ^l.BuLl2.1 (CH2)4CO2Bu-77jewz ^BzN NBzНИ1"")—("'ШИBzN NBzНИ1"")—("'ШИS лS л(ш)(ш)несколькостадийнесколькостадий(СН2)4 С О2В и-лгретд(СН2)4 С О2В и-лгретд(74)(74)
(2?) (^)(«О) (^
(соотношение диастерермсрод 14 j П
(2?) (^)(«О) (^
(соотношение диастерермсрод 14 j П
О
О
BzN NBz
BzN NBz
О
О
l.BuLl
2.1 (CH2)4CO2Bu-77jewz ^
l.BuLl
2.1 (CH2)4CO2Bu-77jewz ^
BzN NBz
НИ1"")—("'ШИ
BzN NBz
НИ1"")—("'ШИ
S л
S л
(ш)
(ш)
несколькостадий
несколькостадий
(СН2)4 С О2В и-лгретд
(СН2)4 С О2В и-лгретд
(74)
(74)
Пысокая селективность образования диастереомерного про-
” ПРИ обработке литиевого производного оптически активного бензильного сульфоксида делает возможным эффективный перенос хиральности с атома серы на атом углерода и, следовательно, позволяет синтезировать оптически активные соединения [например (ПО)] из легко доступных хиральных сульфоксидов (уравнение 73) [127]. Именно этим путем обеспечивается высокая степень стереоспецифичности введения боковой цепи при синтезе биотина (П2) на стадии алкилирования по а-атому сульфоксидного бициклического интермедиата (111) (уравнение 74) [128].
PhCH2SMe
Ло
М -(106)
) Применение а-сульфинилкарбанионов в синтезе всртСНпАВНЫе реакции сульфинилкарбанионов могут быть лучше CH S(CACirHb( Ha примеРе реакций метилсульфинилкарбаниона (107)1О62 И ФенилсУльФинилкарбаниона PhS(O)CH2"
СЯ по РеакРиям карбаниона (106) [129]
будь ТО (106Р), (107) LV более присущи сильным ™ претерпевают все те реакции, которые сильным нуклеофильным основаниям. Как правило, они
реагируют со всеми типами электрофильных частиц, “ом него являете,, образование нового сульфоксида, „РОТОУЛЬ. во многих случаях может с высокой эффективностью превра "™ ся далее в различные целевые продукты или интермедиаты. Эти аспекты реакции, которые лишь в самых общих чертах обрисо. ваны ниже, более подробно рассмотрены в разделах, посвященных тем пли иным тинам получаемых продуктов, например ^гидрокси. или р-оксосульфоксидам.
Основные реакции метилсульфинилкарбапиона впервые описаны Корн и Чайковски [117]. К ним относятся присоединение К кетонам и альдегидам и конденсация со сложными эфирами, которые приводят (с прекрасными выходами) соответственно к р-гидрокспсульфоксидам (ИЗ) и Р-оксосульфоксидам (114) (уравнения 75, 76).
ОНО
к ное) ^х Iil
чс=о>,C—CH2—S—Me(75)
Rl/Н» Rl/
(113)
О00
II1.2(106)\\||
R—C—OR1 > R—C—CH2—S—Me(76)
H +
(114)
С альдегидами и неенолизируемыми кетонами реакция (106а) в ДМСО осуществляется очень эффективно [117, 1186]. Однако в случае еполизируемых кетонов наряду с образованием Р-гидр- оксисульфоксидов в значительной степени происходит перенос протона с образованием енолятов, которые далее не вступают в реакцию и при подкислении регенерируют кетон. Так, например, циклогексанон и циклогептапон дают аддукты (И5) с выходами соответственно 17 п 65% (уравнение 77) [117], существенная доля исходного кетона возвращается из реакции неизменной.
+ (106а)+ (106а)дмеодмео(СН2)„(СН2)„(115)(115)(CH2)rt(CH2)rt(77)(77)п=1 (17%) п=2 (65%)п=1 (17%) п=2 (65%)(80%) (34%)(80%) (34%)
+ (106а)
+ (106а)
дмео
дмео
(СН2)„
(СН2)„
(115)
(115)
(CH2)rt
(CH2)rt
(77)
(77)
п=1 (17%) п=2 (65%)
п=1 (17%) п=2 (65%)
(80%) (34%)
(80%) (34%)
зованием соединения шают 80—90 %.зованием соединения шают 80—90 %.(106в) или его алкилпроизводных, превы(106в) или его алкилпроизводных, превыОц тгфPhSCH2Li ►Оц тгфPhSCH2Li ►(77%)(77%)<0Н°\сн2— SPh<0Н°\сн2— SPh(78)(78)
зованием соединения шают 80—90 %.
зованием соединения шают 80—90 %.
(106в) или его алкилпроизводных, превы
(106в) или его алкилпроизводных, превы
О
ц тгф
PhSCH2Li ►
О
ц тгф
PhSCH2Li ►
(77%)
(77%)
<0Н°
\сн2— SPh
<0Н°
\сн2— SPh
(78)
(78)
Реакции а-сульфинилкарбанионов с карбонильными соединениями приводящие к р-гидроксисульфоксидам, обычно проводят при комнатной или более низкой температуре. Если температура реакции превышает 60 °C, то первоначальные продукты реакции могут подвергаться дальнейшим превращениям. Так, например, взаимодействие (106а) и бензофенона в ДМСО при комнатной температуре дает (116) с выходом 86 % (схема 79); при 65°С наблюдается распад продукта на исходные компоненты, а при 80—100 °C образуется ряд продуктов, в том числе дифенилацетальдегид, 1,1-дифенилэтилен, дифенилметан и 1,1-дифенил- циклопропан.’ При образовании этих продуктов ключевыми интермедиатами являются, по-видимому, 1,1-дифенилоксиран (117) и 1,1-дифенилэтилен (118) [131].
оон о
| - ж ДМСО I IIPh2C=O + MeS—СН2 Na25оС^ Ph2CCH2SMe
(П6) (86%)
ро-юо °C
О
Ph2CСН2 + MeSO" Na* или Ph2C=CH2 + MeSO2 Na*
(117)(118)
(79)(79)|^106a>
(79)
(79)
CH2
Основная область применения (106) как реагента — его Ция со сложными эфирами, дающая Р-оксосульфоксиды ^Ра88енИе 80) [117, 132]. При этом требуется 2 эквОсновная область применения (106) как реагента — его Ция со сложными эфирами, дающая Р-оксосульфоксиды ^Ра88енИе 80) [117, 132]. При этом требуется 2 эквpeaK- (П9)peaK- (П9)Ph2CHCHOph2cS^CH2 или Ph2CH2
Основная область применения (106) как реагента — его Ция со сложными эфирами, дающая Р-оксосульфоксиды ^Ра88енИе 80) [117, 132]. При этом требуется 2 экв
Основная область применения (106) как реагента — его Ция со сложными эфирами, дающая Р-оксосульфоксиды ^Ра88енИе 80) [117, 132]. При этом требуется 2 экв
peaK- (П9)
peaK- (П9)
уравнение ои; [11/, 132J. При этом требуется 2 экв (106), оскольку первоначально образующийся р-оксосульфоксид являет- Илн^СТ^Т^Ч^° кислым и легко реагирует со вторым эквивалентом стпп обРазованием стабильного аниона (120). Это обстоятель- от в частности- ДЛЯ очистки р-оксосульфоксидов необхппи» ™ примесеи- легко удаляемых экстракцией. Однако вает поиме™^ 2 ЭКВ сУЛьфоксида резко ограничи-
Р менимость метода в случае сульфоксидов более дорогих, 10 Зак. 497
^ б tut я 1163 Превращение сложных эфиров в ^"оксосульфоксиды о°°
и1.2(106) II , II
RC—OEt —"*" R^—СН2—SMe
2. Н+
R
Выход Р-оксосульфоксида. %
Литсрату
С8Н, п-МеСбЩ Н'ВгС6Н4 а-С 10II7 цнкло-СбНц «-СбНц
79, 88
[Н7, 132]
87
79
98
98
70
85
[132] [U7] [117, 132]
[Н7]
[117]
[132]
Н-С9Н19 h-C^Hzt СН2=СЫ(СН2)8
93
[95]
90
[95]
чем ДМСО. Примеры, показывающие эффективность реакции (106) со сложными эфирами, приведены в табл. 11.6.3.
ОООООО
RCOR1 + MeS-CH2 ;RC-CH2-SMe -^> RC-CH-SMe (80)
(106)(119)О20)
присоединения (Юб) к сопряженной системе с минированием мстансульфената и 1,3-сдвигомприсоединения (Юб) к сопряженной системе с минированием мстансульфената и 1,3-сдвигомКак уже было отмечено ранее (см. разд. 11.6.3.6), сульф,■ • карбанионы присоединяются к соединениям с поляризован _ С=С-связями разных типов с образованием интермедиатов, ^ рые способны претерпевать дальнейшие превращения. В ^г е чаях, когда реагентом является натриевая соль (106), в И 0. ДМСО обычно идет метилирование. Подобная реакция мс * а 0. вания нашла широкое применение в ряду коиденсированн зо1тиС. магических соединений типа антрацена, фенантрена и юЖцо тых аналогов, таких, как хинолины и акридин [103]. базолов также эффективное а-метплироваипе стильбенов и стПЛ ‘тадпю [102]. Как предполагают, механизм реакции вкл1°Ч^щПМ эли- водорода (уравне-
присоединения (Юб) к сопряженной системе с минированием мстансульфената и 1,3-сдвигом
присоединения (Юб) к сопряженной системе с минированием мстансульфената и 1,3-сдвигом
ние81).былп пс-
13 реакциях присоединения к бензоплиденанплину п11ескп пользованы литиевые соли (106) и (Ю7) (последняя ” п10сульф- актнвион форме) и получены соотвсгствуюшпе р-ан - „диоксиды (121) [117] и (122) [133] (уравнения 82,2-^
пенне (106а) к нзохннолииу. приводящее с выходе результат тилпзохшюлпну, может также рассматриваться к присоединения (106а) к связи C=N [102].
HZ UH2SOMeHZ UH2SOMe^ -MeSO" !H2SOMe^ -MeSO" !H2SOMePhNH <jj>PhCH=NPh + (106)> PhCHCH2SMc(82)(121) (91%)PhNH <jj>PhCH=NPh + (106)> PhCHCH2SMc(82)(121) (91%)
HZ UH2SOMe
HZ UH2SOMe
^ -MeSO" !H2SOMe
^ -MeSO" !H2SOMe
PhNH <jj>
PhCH=NPh + (106)> PhCHCH2SMc(82)
(121) (91%)
PhNH <jj>
PhCH=NPh + (106)> PhCHCH2SMc(82)
(121) (91%)
^?ТРаттмсние наi (^ /
Iныск-рсомеры . , J,
PhCH=NPh + ArSCHgLiPhCH=NPh + ArSCHgLiОО>ArSCH2CNI IPh-——>CH3-C-NIIPh
PhCH=NPh + ArSCHgLi
PhCH=NPh + ArSCHgLi
О
О
j| 6 |2.Ni Ренея|
О PhPh
(оптическаячистота >90%)
Известны реакции меж- и внутримолекулярного алкилирования различных а-сульфипилкарбанионов. Как правило, такие реакции осуществляются с хорошими выходами при использовании первичных и вторичных галогенидов и тозилатов [40, 112]. Многие исследователи обнаружили, что ГМФТА, добавленный к растворителю на стадии генерирования карбаниона или на стадии алкилирования, существенно улучшает выход.
Описана стереохимия алкилирования некоторых ациклических и циклических сульфоксидов. Метилирование аниона (З)-бензил- метилсульфоксида (108) протекает с высокой степенью стереоселективности, давая (123) 92%-иой оптической чистоты (уравнение 84), однако конфигурация этого продукта противоположна конфигурации основного продукта, получаемого при дейтерировании или гндроксналкилировапии того же аниона [127, 134]. По-видимому, первоначальные выводы о существовании диастереомерных карбанионных интермедиатов и о стерическом ходе упомянутых реакций (сохранение конфигурации при дейтерировании и гидроксиалкнлировании и инверсии при алкилировании) неверны [1246].
Металлирование циклических сульфоксидов (9) и (10) с последующей обработкой метилиодидом приводит к введению метильной группы в транс-положение по отношению к 5=О-фупкции
PhCH2S—MeJiОi^-WPhCH2S—MeJiОi^-W-^^PhCH-S-Me -^I JiLt О-^^PhCH-S-Me -^I JiLt ОMelMelH)- Ph-C-S~MeD О(^)-[«-2Н]-(Ю8)H)- Ph-C-S~MeD О(^)-[«-2Н]-(Ю8)
PhCH2S—Me
Ji
О
i^-W
PhCH2S—Me
Ji
О
i^-W
-^^PhCH-S-Me -^
I Ji
Lt О
-^^PhCH-S-Me -^
I Ji
Lt О
Mel
Mel
H
)- Ph-C-S~Me
D О
(^)-[«-2Н]-(Ю8)
H
)- Ph-C-S~Me
D О
(^)-[«-2Н]-(Ю8)
(84)(84)Me
(84)
(84)
Ph-C-S-Me
i ji
H О
(z?,s)-(i23)
(уравнения 85, 86) [135]. Этот ориентирующий эффект настолько силен, что дальнейшее метилирование (124) дает только термодинамически менее стабильный тианоксид-1 с 2,6-диаксиальными заместителями (125). Алкилирование более сложных сульфоксидов, например р-оксосульфоксидов, описано в следующих разделах.
(*ов)(Юб) Гг^ 41 —> Продукты (88>(*ов)(Юб) Гг^ 41 —> Продукты (88>(87)(87)Дх/ВгБензил-Дх/ВгБензил-Вицинальные дибромиды при реакции с (106а) в ДМ , по-видимому, склонны к преимущественному дебромирован иногда сопровождающемуся дегидробромированием (УРаВ“ерГ). 87) [136]. гем-Дибромциклопропаны в подобных условиях п0^ра. гаются монодебромированию и дают бромциклопропаны, о । ботка которых в тех же условиях приводит к продуктам, о , ющимся из карбеновых интермедиатов (уравнение 88) 1
(*ов)(Юб) Гг^ 41 —> Продукты (88>
(*ов)(Юб) Гг^ 41 —> Продукты (88>
(87)
(87)
Дх/Вг
Бензил-
Дх/Вг
Бензил-
ДМСО I/J
в ДМСО.или бензгидрилхлориды реагируют с < илэТилен>образуя соответственно транс-стильбен (42%) и тетраф
т«™ с участием карбеиоилпых интермедиатов, по-видимому, также сус (юба), превращаются,
Ароматические ra^^^дегидробензола, в бензил-
негюятно, через стадию и ,[1171
CILSMe ' &(33)CILSMe ' &(33)мешлеульфокенды (уравнение 89) [117].
CILSMe ' &(33)
CILSMe ' &(33)
(106)(106)Cl , ,
(106)
(106)
(106)
Раскрытие эпоксидов проходит по типу реакции 3№ с высокой per,юсиенпфичностью и дает с прекрасными выходами у-гидр- оксисульфоксиды (уравнение 90) [138].
оО° R ?н
II/ \ТГФII I I
rpt.r-BulcnaR+^-R' 7^ rper-BuS-CHCH2CHR> (90)
R = IJ, Aik; R1 = Aik, Ar(127) (80-90%)
Одноэлектронпое окисление сульфоксидов приводит к образованию свободных радикалов, которые могут дал.ее димеризоваться. Сочетание оптически активных карбанионов, образующихся из (128), под действием системы CuCla — кислород даст с выходом 45 %’ оптически активный (чистота 97 %) [4-дисульфоксид (129) (уравнение 91) [139].
одД-СН, Х^'К одД-СН^-код (Я)
(7?)-(Ш)(7?)-(Ш)(/?,??) -(129)(45%)
(7?)-(Ш)
(7?)-(Ш)
а-Галогенирование сульфоксидов
При взаимодействии сульфоксидов, имеющих а-водородные атомы, с реагентами, генерирующими положительно заряженный галоген, образуются а-галогенсульфоксиды (130) (уравнение 92). В последние годы описано много реакций этого типа. Выходы
в этих реакциях, как правило, хорошие, хотя они колеблются
в зависимости от структуры сульфоксидов и природы галогенирующего агента [140]. Эту реакцию не удается провести в случае трет-бутилсульфоксидов (131), поскольку в этом случае предпоч-
93)93)тительно происходит разрыв связи углерод — сера в промежуточ- ^?38°^1^4ai^IOUtCMCH хлоРоксосУльФопиевом ионе (уравнение
93)
93)
Оо CI
II(Х+)|| I
RSCHR’R2 ► RS—CR*R2(92)
(130)
R, R’, R2 = H, Aik, Ar; (X+) = TsCI, NOC1, PhICl2,трет-BnOCI, N-хлор- и N-бромсукцинимиды, CI2, SOaCI2, Br8
оrp^r-BuSCFbR(131)оrp^r-BuSCFbR(131)О
о
rp^r-BuSCFbR
(131)
о
rp^r-BuSCFbR
(131)
N-хлорсукцинимидII
(93)(93)* TpeT-BuCl + RCH2SCl
(93)
(93)
ИИсмеси продуктов; основным продуктомсмеси продуктов; основным продуктомявляется (135)является (135)Было показано, что механизм реакции включает стадию зования галогеноксосульфониевого иона (132), который отн!^' НС1 под действием присутствующего в среде основания ппТЛЯЯ щается в оксосульфениевый ион (134) (схема 94) Присоедини' галогенид-пона к этому интермедиату дает конечный nnonvT Детальное изучение стереохимии хлорирования конформапипЛ жестких циклических сульфоксидов подтвердило этот механик Так, например, монохлорирование как цис-, так и транс-4 тпрт бутилтианоксидов (9) и (10) приводит к образованию одной той же ~
И
И
смеси продуктов; основным продуктом
смеси продуктов; основным продуктом
является (135)
является (135)
(выход 95%) в котором кислород занимает экваториальное положение а хлор — аксиальное [140а, б], Побочный продукт моио- хлорирования (136) имеет обращенную конфигурацию [140а]. При дальнейшем хлорировании (135) образуется исключительно диаксиальный дихлорид (кислород экваториален) (137) [1406]. Эти результаты объясняются в рамках схемы, предполагающей промежуточное образование тетраэдрического хлороксисульфоние- вого нона, который легко и обратимо может превращаться в свой изомер [(132)5^(133)]. Согласованное транс-отщепление НС1, возможное только для (132), дает интермедиат (134), а последующая аксиальная атака СП на (134) приводит к основному продукту (135), в котором хлор и свободная пара электронов серы имеют транс-конфигурацию.
При хлорировании гидроксисульфоксидоп в первоначально образующемся интермедиате может происходить внутримолекулярное замещение хлора у атома серы гидроксильной группой, что дает циклический интермедиат—алкоксиоксосульфониевую соль (138) и далее хлорсульфон (уравнение 95) [130] (см, также разд. 11.7.2).
О
IISO2CI2+сг
PhSCH2CH2OH > /S-CH2CII2OH —>^S-CHo -—>
PhZ IPh/1 I
ciO—CH2
о(,38)
II
—-> Ph—S—CH2CH2C1(95)
О
Крайне необычные результаты были получены Монтанари и сотр. [143] при хлорировании оптически активных сульфоксидов например метил-п-толилсульфоксида (139), с помощью PHICL в пиридине в присутствии AgNO3 (уравнение 96). Оказалось, что о' " Ог^уется nPWKT с обращенной конфигурацией поотекчет с m 42 ’ Х°ТЯ В 0ТСУТСтвие AgNO3 галогенирование Р текает с сохранением конфигурации по атому серы.
Vc7h7~s—ch3(139)Vc7h7~s—ch3(139)О
Vc7h7~s—ch3(139)
Vc7h7~s—ch3(139)
PhICl2 xV
v ' c^^^r c7H7—s—ch2civ ' c^^^r c7H7—s—ch2ci(96)(96)C7H7~S-CH2CI
v ' c^^^r c7H7—s—ch2ci
v ' c^^^r c7H7—s—ch2ci
(96)
(96)
сульфоксидов
ЛИТЕРАТУРА
1 0 Bastiansen and H. Viervoll, Acta Chem. Scand., 1948, 2, 702.
2 L. Pauling, ‘The Nature of the Chemical Bond’, Cornell Univ. Press, New Yor’ 1940 p. 164.K|
За. С. C. Price and S. Oae, ’Sulfur Bonding’, The Ronald Press, New York, 1962 chapters 3 and 4.’
36 R J. Gillespie, Angew. Chem., 1967, 79, 885.
‘ H. H. Szrnant, in ‘Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry’, ed. A. Sennincr Dekker, New York, 1971, vol. 1, chapter 5.”’
L. J. Bellamy, С. P. Conduit, R. J. Pace, and R. L. Williams, Trans.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Soc., 1959, 55, 1677.
P. W. B. Harrison, J. Kenyon, and, H. Phillips, J. Chem. Soc., 1926, A. Stoll and E. Seebeck, Heiv. Chem. Acta, 1948, 31, 189.
H. Schmid and P. Karrer, Helv. Chem. Acta, 1948, 31, 1017.
Faraday
2079.
A. Kjaer, Tetrahedron, 1974, 30, 1551.
R. Hine and D. Rogers, Chem. and Ind. (London), 1956, 1428.
11. P. H. Laur, in ’Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry’, ed. A.
Senning,
Dekker, New York, 1972, vol. 3, chapter 24.
K. Mislow, M. M. Green, P. Laar, J. T. Melillo, T. Simmons, and A. L. Ternay, Jr., J. Amer. Chem. Soc.. 1965, 87, 1958.
K. W. Buck, A. B. Foster, W. D. Par doe, M. H. Qadir, and J. M. Webber, Chem.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Comm., 1966, 359; see also Refs. 19 and 20.
E. Jonnson and S. Holmquist, Arvik Kemi, 1958, 29, 301, and Ref. 19.
C. R. Johnson and W. O. Siegl, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 2796.
G. W. Buchanan, J. B. Stothers, and G. Wood, Canad. J. Chem., 1975, 53, 2359; 1973, 51, 3746.
G. W. Buchanan, N. K. Sharma. F. de Reinach-Hirtzbach, and T. Durst, Canad. J. Chem., 1977, 55, 44.
G. W. Buchanan and T. Durst, Tetrahedron Letters, 1975, 1683.
R. R. Fraser, T. Durst, M. R. McClory, R. Viau, and Y. Y. Wigpeld, Internat.
J. Sulfur Chem. (A), 1971, 1, 133.
R. Lett, S. Bory, B. Moreau, and A. Marquet, Bull. Soc. chim. France, 1973, 2851.
21a./?. R. Fraser, M. A. Petit, and M. Miskow J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 3253.
216. W. H. Pirkle, S. D. Beare, and R. L. Muntz, Tetrahedron Letters, 1974, 229a. 21b. W. H. Pirkle and M. S. Hoekstra, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 1832.
21r. A. D. Martin, A. Weise, and H. J. Niclas, Angew. Chem. Internat. Edn., 19 , 6, 318-
21Д- E. Kosower, ‘An Introduction to Physical Organic Chemistry’, Wiley, New York, 1968, p. 269.
O. L. Chapman and R. W. King J. Amer. Chem. Soc., 1964, 86, 1256.
D. Martin, A. Weise, and H. J. Niclas, Angew. Chem. Internat. Edn.,
6, 318.
21в. IT. Н.
22.
23.
24.
25.
T. Durst, Adv. Org. Chem., 1969, 6, 285. _ -„fnrih №. S. Mathews, J. E. Bares, J. E. Bartmess, F. G. Bordwell, F. J. c°r I ’ G. E. Drucker, Z. Margolin, R. J. McCallum, G. J. McCollum, and
nier, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 7006.H09
C. R. Johnson and D. McCants, Jr., J. Amer. Chem. Soc., 1965, 8 ,^^
26a. G. Barbieri, M. Cinquini, S. Colonna, and F. Montanari, J. Chem.
1968, 659.., Arnerican
J. D. Morrison and H. S. Mocher, ’Asymmetric Organic Reactions, Chemical Society, Washington, 1976, pp. 356—361.q
C. R. Johnson and J. J. Rigan, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 5■^g,
29a. 1). Folli, D. larossi, F. Montanari, and G. Torre, J. Chem. о
26.
296. f. Montanari, Tetrahedron Letters, 1965, 3367.
й I Auret D. R. Boyd, S. Ross, and H. B. Henbest, J. Chem. Soc. (C), 1968, 2371, and Ref. 27, pp. 244—348
316 A A Andersen Y^ Foley, R. I. Perkins, V. Gaffield, and N. E. Papamko-
31b.32.31b.32.7.№3. %27,
31b.
32.
31b.
32.
D. N HarppS M. Vines, J. P. Montillier, and T. H. Chan, J. Org. Chem., 1976 41, 3987 и приведенные там ссылки.
33.34.35.36.33.34.35.36.Р Мапуа, A. Sekera, and Р Rumpf, Tetrahedron 1970, 26, 467.
33.
34.
35.
36.
33.
34.
35.
36.
J. Jacobus and K. Mislow, Chem. Comm., 1968 253
pT В К. Lee, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 6349.
/ P Lockard W C Schroeck, and C. R. Johnson, Synthesis, 1973, 485.
H. Gilman J’ Robinson, and N. J. Beaber, J. Amer. Chem. Soc., 1926, 48,
38.39.38.39.Szmant and ll7. Emerson, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 78, 454.
38.
39.
38.
39.
40.41.40.41.D N Jones and D. A. Lewton, J. C. S. Chem. Comm., 1974, 457; D. N. Jones, D R Hill D A Lewton, Tetrahedron Letters, 1975, 2235; D. A. Jones, DR 'нт D. A. Lewton, and C. Sheppard, J. C. S. Perkin I, 1977 1W4 For example, В. M. Trost and A. J. Bridges, J. Org. Chem., 197a, 40, 2014. R Baker and M. J. Spillett, Chem. Comm., 1966, 757.
40.
41.
40.
41.
42a. A. Tang and K. Mislow, J. Amer. Chem. Soc. 1970 92, 2100
426. D. A. Evans and G. C. Andrews, Accounts Chem. Res., 1974, 7, 147.
43 P A. Grieco and R. S. Finkelhor, J. Org. Chem., 1973, 38, 2245.
44a R. M. Dodson and R. F. Sauers, Chem. Comm., 1967, 1189.
446. А. 31. Dodson and J. P. Nelson, ibid., 1969, 1159.
44в. A. G. Anastassiou and B. Y.-H. Chao, ibid., 1971, 979.
456. £>. Al. Lemal and P. Chao, ibid., 1973, 95, 922.456. £>. Al. Lemal and P. Chao, ibid., 1973, 95, 922.45a. A Chao and D. M. Lemal, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 920.
456. £>. Al. Lemal and P. Chao, ibid., 1973, 95, 922.
456. £>. Al. Lemal and P. Chao, ibid., 1973, 95, 922.
46.47.46.47.48.48.49.49.K. Mislow, Rec. Chem. Prog., 1967, 28, 217.
46.
47.
46.
47.
48.
48.
49.
49.
R. Rayner, A. J. Gordon, and K. Mislow, J. Amer. Chem. Soc., 1968, 90, 4854.
G. Miller, D. R. Rayner, H. T. Thomas, and K. Mislow, J. Amer. Chem. Soc., 1968, 90, 4861.
P, Bickart, F. W. Carson, J. Jacobus, E. G. Miller, and K. Mislow, J. Amer. Chem. Soc., 1968, 90, 4869.
50a.50a.E G. Miller D. R. Rayner, and K. Mislow, J. Amer. Chem. Soc., 1966, 88, 3139.
50a.
50a.
506. S. Braverman and У. Slabinsky, Chem. Comm., 1967, 270.
51a. A. Mislow, M. Axelrod, D. R. Rayner, H. Gotthardt, L. Л4. Coyne, and G. S. Hammond, J. Amer. Chem. Soc., 1965, 87, 4958.
516. G. S. Hammond, H. Gotthardt, L. M. Coyne, Al. Axelrod, D. R. Rayner, and
52.52.53.54.53.54.K. Mislow, ibid., 1965, 87, 4959.
52.
52.
53.
54.
53.
54.
Landini, G. Modena, F. Montanari, and G. Scorrano, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 7168, and references therein
V. Bell and G. M. Bennett, J. Chem. Soc., 1927, 1798.
M. Kise and S. Oae, Bull. Chem. Soc. Japan, 1970, 43, 1421, 1416, 1426, 1804.
55a. T. Numata, K. Sakai, M. Kise, N. Kunieda, and S. Oae, Chem. and Ind. (London), 1971, 576; Internal. J. Sulfur Chem. (A), 1971, 1, 1.
556. S. Alienmark and С. E. Hagberg, Acta Chem. Scand., 1970, 24, 2225.
56.57.58.59.60.61.62.63.56.57.58.59.60.61.62.63.S.H.Al.D.D.K.S.H.Al.D.D.K.55b. D. Landini and F. Rolla, J. C. S. Perkin II, 1972, 1317.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
S.
H.
Al.
D.
D.
K.
S.
H.
Al.
D.
D.
K.
Allenmark and H. Johnsson, Acta Chem. Scand., 1969, 23, 2902.
C. Brown and N, Ravindran, Synthesis, 1973, 42.
Dreux, Y. Leroux, and P. Savignac, Synthesis, 1974, 506.
W. Chasar and T. M. Pratt, Synthesis. 1976, 262.
W. Chasar, J. Org. Chem., 1971, 36, 613.
Ogura, M, Yamashita, and G. Tsuchihashi, Synthesis, 1975, 385.
H.H.R. Johnson, and W. G. Phillips, J. Org. Chem., 1967, 32, 1926, 3233.
H.
H.
D. Durst, J, W. Zubrick, and G, R. Kieczykowski. Tetrahedron Letters, 1974, 1777.
H Kwart and A. A. Kahn, J. Amer. Chern. Soc., 1967, 89, 1950.
У46 C R. Johnson, R. H. Kirchoff, R. J. Reischer, and G. F. Katekar, ibid 95 4287 л приведенные там ссылки.''
65 C R Johnson, J. R. Shanklin, and R. A. Kirchhoff, J. Amer. Chem „ ' 1973 95, 6462.'
66a. D. J. Cram, J Day D. R Rayner, D M VonSchriltz, D. J. Duchamp, and D C Garwood, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 7369.
666DC. Garwood, M. R. Jones, andD. J. Cram, ibid., 1973, 95, 1925.
67T.J. Maricich and V. L. Hoffman,Tetrahedron Letters, 1972, 5309.
N.Kornblum, J. W. Powers, G.J. Anderson №. J. Jones, H. 0.Larson
0.Levand, and W. M. Weaver, J.Amer. Chem. Soc., 1957, 79, 6562.
N.Kornblum, W. J. Jones, and G.J. Anderson, J. Amer. Chem. Soc., 1959,81
4113.’ ’
W. W. Epstein and F. W. Sweat, Chem. Rev., 1967, 67, 247; см. также cc. 24 pp. 343—356.
К. E. Pfitzner and J. G. Moffatt, J. Amer. Chem. Soc., 1965, 87, 5661, 5670
A. H. Fenselaw and J. G. Moffatt, J. Amer. Chem. Soc., 1966, 88, 1972.
73" P. Dowd and К Sachdev, J. Amer. Chem. Soc., 1967, 89, 715.
A. G. Brook and J. B. Pierce, J. Org. Chem., 1965, 30, 2566.
J. D. Albright and L. Goldman, J. Org. Chem., 1965, 30, 1107.
H. Sowa and G. H. S. Thomas, Canad. J. Chem., 1966, 44, 836.
M. F. Lappert and J. K. Smith, J. Chem. Soc., 1961, 3224.
R. Scartazzini, H. Peter, H. Bickel, K. Heusler, and R. B. Woodward, Helv. Chim. Acta, 1972, 55, 408.
J. D. Albright, J. Org. Chem., 1974, 39, 1977.
S. L. Huang, K. Omura, and D. Swern, J. Org. Chem., 1976, 41, 3329.
/. M. Hunsberger and J. M. Tien, Chem. and Ind. (London), 1959, 88.
N. Kornblum, W. J. Jones, and G. J. Anderson, J. Amer. Chem. Soc., 1959, 81, 4113.
H. R. Nace and R. N. Jacona, J. Org. Chem., 1964, 29, 3498.
84a. T. Cohen and T. Tsuji, J. Org. Chem., 1961, 26, 1681.
6.7. M. Santosusso and D. Swern, ibid., 1976, 41, 2754.
H. W. Heine and T. Newton, Tetrahedron Letters, 1967, 1859.
D. R. Dalton and D. G. Jones, Tetrahedron Letters, 1967, 2875.
K. Torssell, Acta Chem. Scand., 1967, 21, 1.
S. G. Smith and S. Winstein, Tetrahedron; 1958, 3, 317.
K. Kamiyama, H. Minato, and M. Kobayashi, Bull. Chem. Soc. Japan, 1973, 46, 3895.
90a. F. A. Cotton and R. Francis, J. Amer. Chem. Soc., 1955, 77, 521.
R. S. Drago and D. Meek, J. Phys. Chem., 1961, 65, 1446.
Ola. См. обзор: G. A. Russell and G. J. Mikol, in ’Mechanisms of Molecular M'S!3' tions’, ed. B. S. Thyagarajam, Interscience, New York, 1968, vol. 1, PP- 207.
Cm. cc. 24, c. 356—365..
G. A. Russell, E. G. Janzen, H. D. Becker, and F. J. Smentowski, J. Amer. Chem. Soc., 1962, 84, 2652; G. A. Russell, E. G. Janzen, and E. T. Strom, ibid., 1962, 84, 4155.:
C. R. Johnson, J. C. Sharp, and W. G. Phillips, Tetrahedron Letters, - 5299
C. R. Johnson and W. G. Phillips, J. Org. Chem., 1967, 32, 1926.
T. L. Moore, J. Org. Chem., 1967, 32, 2786.<075 97,
S. Iriuchijima, K. Maniwa, and G. Tsuchihashi, J. Amer. Chem. Soc., 596._1074
S. Iriuchijima, K. Maniwa, and G. Tsuchihashi, J. Amer. Chem. Soc., 4280.
Y. Oikawa and Y. Yonemitsu, Tetrahedron, 1974, 30, 2653
У. Oikawa and Y. Yonemitsu, J. Org. Chem., 1976, 41, 1118.1964,
J. E. Hofmann, T. J. Wallace, and A. Schriesheim, J. Amer. Che
1561; Chem. and Ind. (London), 1963, 1243,
„ с . с Danishevky, and R. Levine, J. Org. Chem., 1966, 31, 4326.101. M. Feldman S. Damsnej chem , ig66, 31 248•*■ S 1 %&ft. К Hofmann, „nd A. SAnesheUu, J. Org. Chem.. 1965,I ud. 1. /<• • l'c>wl/ о >„ с . с Danishevky, and R. Levine, J. Org. Chem., 1966, 31, 4326.101. M. Feldman S. Damsnej chem , ig66, 31 248•*■ S 1 %&ft. К Hofmann, „nd A. SAnesheUu, J. Org. Chem.. 1965,I ud. 1. /<• • l'c>wl/ о >104.105.106.107.108.109.110.111.112.113.114.115a.104.105.106.107.108.109.110.111.112.113.114.115a.129.129.
„ с . с Danishevky, and R. Levine, J. Org. Chem., 1966, 31, 4326.
101. M. Feldman S. Damsnej chem , ig66, 31 248
•*■ S 1 %&ft. К Hofmann, „nd A. SAnesheUu, J. Org. Chem.. 1965,
I ud. 1. /<• • l'c>wl/ о >
„ с . с Danishevky, and R. Levine, J. Org. Chem., 1966, 31, 4326.
101. M. Feldman S. Damsnej chem , ig66, 31 248
•*■ S 1 %&ft. К Hofmann, „nd A. SAnesheUu, J. Org. Chem.. 1965,
I ud. 1. /<• • l'c>wl/ о >
104.
105.
106.
107.
108.
109.
110.
111.
112.
113.
114.
115a.
104.
105.
106.
107.
108.
109.
110.
111.
112.
113.
114.
115a.
129.
129.
30, 3233.
Ref. 24 pp. 309-314.j Дтег chem Soc, lg60 82> 1810
LR^XT-ld К. E Dams3Amer. Chem. Soc., 1967, 89. 718.
T S » CReB„^Torl, A. L. Ellis', S. R. Lammert, and S. P. Kufolji.
J.'Amer. Chem. Soc 1974, 96, 1609
TBJ. Amer. Chem. Soc., 1976, 98,
Я ^2T1^ Tetrahedron tellers, ,974. >097.
f D Entwhistle and R. A. IF. Johnstone, Chem. Comm., 1965, 29.
J Nokami, N. Kunieda, and M. Kinoshita, Tetrahedron Letters, 1975, 2841.
V Reutra’kul and IF. Kanghae, Tetrahedron Letters, 1977, 1225.
p A Grieco D. Boxier, and C. S. Pogonowski, J. C. S. Chem. Comm., 1974,
497.
1156. R. A. Grieco and C. S. Pognowski, ibid., 1975, 72.
115в В. M. Trost and R. A. Kunz, J. Org. Chem., 1974, 39, 2648.
Пба. H. J. Reich, J. M. Renga, and I. L. Reich, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 5434.-
К. B. Sharpless, R. F. Lauer, and А. У. Teranishi, ibid., 1973, 95, 6137. 116b. D. L. J. Clive, J. C. S. Chem. Comm., 1973, 695.
E. J. Corey and AL Chaykovsky, J. Amer. Chem. Soc., 1965, 87, 1345.
118a. A. Ledwith and N. McFarlane, Proc. Chem. Soc., 1964, 108.
G. A. Russell and H. D. Becker, J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 3406.
T. Durst, M. J. LeBelle, R. Van den Elzen, and К. C. Tin, Canad. J. Chem., 1973, 52, 761.
120a. A. Rank, E. Buncel, R. У. Moir, and S. Wolfe, 3. Amer. Chem. Soc., 1965, 87, 5498.
.7. E. Baldwin, R. E. Hackler, and R. M. Scott, Chem. Comm., 1969, 1415.
S. Wolfe, A. Rank, and I. G. Csizmadia, Canad. J. Chem., 1969, 47, 113.
R. R. Fraser, F, J. Schuber, and У. У. Wigfield, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 8795 и приведенные там ссылки.
Т. Durst, R. R. Fraser, M. R. McClory, R. B. Swingle, R. Viau, and У. У. IFig- field, Canad. J. Chem., 1970, 48, 2148.
124a. Л F. Biellmann and J. Vicens, Tetrahedron Letters, 1974 2915
1246.7. Durst and M. Molin, ibid., 1975, 63.
125a. T. Durst and R. Viau, Intra-Sci. Chem. Reports, 1973, 7, 63.
?aLbcLr^eU^, A- Garbesh and A- Faua- J- Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 5883. иЬа'^7 ’ G1 ChassQiag, and A. Marquet, J. Organometallic Chem., 1976, 111, Ffas®r™d L- K- Ng, J- Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 4334.
1334 rSt' ^‘ ViaU' R‘ Van Den Elzen’ and C- H> Nguyen, Chem. Comm., 1971,
^^^оЛисЬе’ E‘ Nioreau, S. Lavielle, and A. Marquet, Tetrahedron
i-LllciS, 1У/Э, oZ7.
Cm. cc. 24, pp. 290—318.
3?a TEaAd J Marcil' Canad- J- Chem- l973, 51, 1704.
13 б Г У and M- Chaykovsky, J. Org. Chem., 1963, 28, 254.
г 6 and L- B°Eyky, ibid., 1963, 28, 256.
133 G т Bu^sed and C- L Mikol, J. Amer. Chem. Soc., 1966 88 5498
’ ’ ^suchthashl’ s- Niuchijima, and K. Maniwa, Tetrahedron Letters, 1973,
‘Ел Viau and M. R. McClory, J. Amer. Chem. Soc 1971 93 3077-
lenium*andSTena ‘^ ^T^'03.1 Reports, Organic Compounds’ of Sulphur Se- lemum, and Tellurium’, The Chemical Society, London, 1973, vol 2, pp 48-
135.
136.
137.
138.
139.
R Lett, S. Bory, B. Moreau, and A. Marquet, Bull. Soc. chlm. France, 1973 C85G. Cardenas. A. N. Khafaji, C. L. Osborn, and P. D. Gardner, Chem. and Ind. (London), 1965, 345.
C L Osborne, T. C. Shields, B. A. Schoulders, C. G. Cardenas, and P D Gardner, Chem. and Ind. (London), 1965, 766.
hi. K. Sharma, F. de Reinach-Hirtzbach, and T. Durst, Canad. J. Chem., 1973 54, 3012.
С. A. МагуапоП. В. E. Maryanoff, R. Tang, and K. Mislow, J. Amer. Chem
Soc., 1973, 95, 5839.
140a. S. Bory, R. Lett, B. Moreau, and A. Marquet, Compt. rend., 1973, 276, 1323
1406^5. Iriuchijima, M. Ishibashi, and G. Tsuchihashi, Bull. Chern. Soc. Japan 1973,46,921.
140в. Л Klein and H. Stellar, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 7437.
140r. P. Calzavara, M. Cinquini, S. Colonna, R. Fornasier, and F. Montanari, ibid 1973, 95, 7431.
F. Jung and T. Durst, J. C. S. Chem. Comm., 1973, 4.
T. Durst, К.C.Tin, andJ. M, V. Marcil, Canad. J. Chem.,1973,51, 1704.
143a. M. Cinquini,S.Colonna,and F. Montanari, Chem. Comm.,1970,1441.
M. Cinquini,S.Colonna,R. Fornasier, and F. Montanari, J.C. S.Perkin I
1972, 1886.
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СУЛЬФОКСИДЫ
T. ДАРСТ (University of Ottawa)
НЕНАСЫЩЕННЫЕ СУЛЬФОКСИДЫ
Замещенные винил-, аллил- и этинилсульфоксиды обычно получают из соответствующих сульфидов при действии типичных окислителей; кратные связи при этом, как правило, не затрагиваются. Винилсульфоксиды получают также с помощью двухфазной реакции Виттига — Хорнера (уравнение 1) [1] и конденсацией литиевых солей а-триметилсилплсульфокспдов (1) с альдегидами и кетонами (уравнение 2) [2].
ооО
II II50%-ныП NaOHII/<\
(EtO)2PCH2SR + АгСНО > ArCH=CHSR (О
СН2С12. r4n+ сг
(50-60%)
ОО
IIRL1 II,/2)
PhSCH9SiMe3 > PhSCH=CRR'1 7
rr'c=o
(70-80%)
Аллиясульфоксиды могут также получаться при перегрУ е ровке сульфената в сульфоксид (см. разд. 11.6.2) [3, 4Ь \ путем получают алленплсульфоксиды (пропадиепплсульфокс по реакции пропаргиловых спиртов с сульфеиплгалогепид присутствии пиридина при —70 °C 15]. Синтез Андерсена пользовался для получения хиральных винил- [6], алле i
,171 Так. например, реакция метилового
этинплсульфоксидов I Ь агентом Гриньяра дает в основном эфира (2) с пропаргил^ьн? чистый по обеим хиральным
алленилсул^(ураменне 3) Интер
группам —сере ив инертном растворителе при 2о С
что при вь1деР*’'^^сульфоксид^сульфенат пропс-
ГоХ7"р= “ры "°не п0 алленовой с“" стеме [7].
MgBr оI ,
|jRCsCCHR5
C7H7S—O—ментил:
(2)
о R
C7H7S—C=C—CHR1
(3)
(3)
ви-
(4)
ио
R поисутствии оснований происходит взаимопревращение пильных и аллильных сульфоксидов через аллильный анион А-павненне 4) Для большинства сульфоксидов и сульфонов, не для сульфидов, равновесие сдвинуто в сторону аллильного
изомера [8]:
основание
С3Н7СН2СН=СНХ
СзН7СН-СН-СНХ ;=Д СзН7СН=СНСН2Х
27' основание^j
X
К
SMe
0,5
S(O)Me
24
SO2Me
> 99
(4)
Использование винплсульфоксидов в качестве диенофилов подробно не изучалось; сообщалось, что винилэтилсульфоксиды присоединяются к циклопентадпену, но выход продукта составляет лишь 35% [9]. Больший интерес представляют реакции Дильса— Альдера для диеновых сульфоксидов, например (5). Эванс и Эндрью [4] описали присоединение (5) к енамину (6). Продукт реакции, аллилсульфоксид (7), подвергался перегруппировке сульфенат-^-сульфоксид в присутствии Na2S с образованием спирта (8) (уравнение 5).
Эванс с сотр. [10] и Грико с сотр. [3] показали, что алкилирование карбанионов, образующихся из аллилсульфоксида (9),
Таблица 11.7.1. Распределение продуктов алкилирования этишодидол! карбанионов, стабилизированных сульфоксидной группой [4, 10\
протекает, как правило, с высокой региоселективностью по а-уг- лероду (уравнение 6). Соотношение продуктов, которые получаются при алкилировании некоторых типичных аллильных карбанионов, ^стабилизированных сульфоксидной группой, приведено в
При нагревании в метаноле в присутствии диэтпламина или триэтилфосфита алкилированные продукты (10) превращаются с высокой степенью стереоспецифичности в (Е)-изомеры ди- и три- замещенных аллиловых спиртов (11) (уравнение 7).
О OR О
PhSCH—CH—СН2 Li + -^> PhS—СНСН=СН2 + PhSCH=CHCH2R (6>
(9)(9)д Г1^д Г1^(Ю)(а-алкилнроваиие)1 МеОН, Д(Ю)(а-алкилнроваиие)1 МеОН, ДXCH2OSPhJXCH2OSPhJEt2NHEt2NH(у-алкилирование)Rx /Н\СН2ОН(11)(у-алкилирование)Rx /Н\СН2ОН(11)(7)(7)
(9)
(9)
д Г1^
д Г1^
(Ю)
(а-алкилнроваиие)
1 МеОН, Д
(Ю)
(а-алкилнроваиие)
1 МеОН, Д
XCH2OSPhJ
XCH2OSPhJ
Et2NH
Et2NH
(у-алкилирование)
Rx /Н
\СН2ОН
(11)
(у-алкилирование)
Rx /Н
\СН2ОН
(11)
(7)
(7)
В оощем случае отношение а/у увеличивается при увеличек J”K°CTU ЭЛектР°фила (в терминах концепции жестких и мягИ ос«ований, ЖМКО). Протонирование показанныхльных анионов дает почти исключительно «-продукты,
ко региоселективность реакций этого аниона с кетонами и альдегидами невелика [10].
С помощью рассмотренных выше реакций удалось получить ряд интересных представителей аллиловых спиртов. Синтез (f)- нуциферола уже был рассмотрен ранее [см. разд. 11.6.2.4); формула (29)]. Был осуществлен также синтез цис-2-алкилциклопен- тен-2-диолов-1,4 (12) из моноэпоксида циклопентадиена (13) (уравнение 8) [10] и превращение 13-цис-простагландина (14) в природный траис-изомер (15) (уравнение 9) [11], протекающее стереоспецифично. В качестве реагентов, обычно используемых для улавливания промежуточно образующихся сульфенатов, чаще всего используют диэтиламин, триэтилфосфит и различные тиоля- ты [4].
1.2Ш№1, -2к.2.1(CH2)gCO2Bu-/Tz/>ezn1.2Ш№1, -2к.2.1(CH2)gCO2Bu-/Tz/>eznl.PhSH,NEi8г.лсСТСдЩСОдНl.PhSH,NEi8г.лсСТСдЩСОдН(8)(8)P(OMe)3 МеОНP(OMe)3 МеОН(») ен(») ен(9)(9)
1.2Ш№1, -2к.
2.1(CH2)gCO2Bu-/Tz/>ezn
1.2Ш№1, -2к.
2.1(CH2)gCO2Bu-/Tz/>ezn
l.PhSH,NEi8
г.лсСТСдЩСОдН
l.PhSH,NEi8
г.лсСТСдЩСОдН
(8)
(8)
P(OMe)3 МеОН
P(OMe)3 МеОН
(») ен
(») ен
(9)
(9)
Двойная связь в винилсульфоксидах реакционноспособна по отношению как к нуклеофильным, так и к электрофильным реагентам. Для оптически активных сульфоксидов стереохимию основного из образующихся диастереомеров, получаемых в этих реакциях, по-видимому, можно предсказать на основании рассмотрения стереохимии переходного состояния [6, 12, 13]. Так,
присоединение диэтилмалоната к (^)"(~1~)"^^^с-стирил-и.-толип сульфоксиду (16) дает в качестве основного продукта астереомер (17) (уравнение 10) [13а]. Аналогичный стереохимиче ский результат был получен при присоединении пиперидина к (R)-(— )-/р/с-пропенил-и-толилсульфоксиду, причем степень асим- метрической индукции составляла — 75% [6]. Описано также присоединение ЫОВг и Вг к хиральным сульфоксидам [12, 13б]
с7н7—s-c=cA Phс7н7—s-c=cA Ph8 CH(CO2Et)2 |-CH2-c-Ph (ю)
с7н7—s-c=c
A Ph
с7н7—s-c=c
A Ph
(«,л)-М
(19)(20)(19)(20)к II Z Вг2PhSCH=C=C( >^R1(18) RS- МеОНО SRPhSCH2C=CRR* —► (21)к II Z Вг2PhSCH=C=C( >^R1(18) RS- МеОНО SRPhSCH2C=CRR* —► (21)Присоединение PhSCl и Вг2 к р,у-алленовой двойной связи в (18) приводит к образованию алкоксисульфониевой соли (19). Этот продукт после гидролиза дает /{ПС-алкен-1-илсульфоксид (20) [5]. Нуклеофильные реагенты присоединяются к а,р-двойной связи в (18), давая первоначально аллилсульфоксиды (21), которые в условиях реакции претерпевают сульфоксид-сульфенат- ную перегруппировку. Образующиеся сульфенаты перехватываются нуклеофилом и дают аллиловые спирты (22) [5].
(19)(20)
(19)(20)
к II Z Вг2PhSCH=C=C( >
^R1
(18) RS- МеОН
О SR
PhSCH2C=CRR* —► (21)
к II Z Вг2PhSCH=C=C( >
^R1
(18) RS- МеОН
О SR
PhSCH2C=CRR* —► (21)
(П)
RS ОН
2=С—CRR1
(22)
ГИДРОКСИСУЛЬФОКСИДЫ
Получение p-гидроксисульфоксидов при присоединении а-суль- финилкарбаниоиов к альдегидам и кетонам (уравнение 12) о суждено в разд. 11.6.3. Если реакция альдегидов проводится с оптически активными сульфоксидами, например с (7?)-метил-л-т лилсульфоксидом, то обычно образуются диастереомеры, которы могут быть разделены. Их восстановление никелем Ренея дае оптически чистые спирты [14].
Оо он
r1—CH2 + R‘R2C=O —> RSCHgCR'R2^
К числу других эффективных методов получения этих сосди- относятся реакции окисления легкодоступных р-гидрокси- гмьфндов [15], получаемых при раскрытии эпоксидов тиолят- понами (уравнение 13), и совместное окисление алкенов и тиолов кислородом (уравнение 14) — метод, недавно усовершенствованный Цучихаши с сотр. [16]. Это окисление особенно эффективно осуществляется в случае сопряженных алкенов, таких, как акрилонитрил, метакрилаты, стирол и бутадиены-1,3. В случае терминальных алкенов промежуточно образующиеся р-гидроперокси- сульфиды эффективно превращаются в гидроксисульфоксиды под действием каталитических количеств V2O5. Особый интерес представляет продукт совместного окисления 2-цианопропена и тио- фенола, поскольку его расщепление основанием дает р-оксосульф- оксид PhS (О) СН2С (О)Ме.
ооно он
/ \I [01 II [
RS* + R'R2Cсн2 —> RSCH2CR‘R2 > RSCH2CR‘R2 (13)
о он
О2, /iv II |
RCH=CH, + ArSH> ArSCH2CHR(14)
у-Гидроксисульфоксиды могут быть получены с прекрасными выходами при раскрытии эпоксидов под действием сульфинильных карбанионов (см. разд. 11.6.3.7) [17]. Эти вещества, а также гидроксисульфоксиды, у которых ОН-группа еще более удалена от сульфинильной функции, часто также получают окислением соответствующих гидроксисульфидов.
а-гидр-(15)(16)а-гидр-(15)(16)Гидроксисульфоксидам свойственны многие из типичных реакций сульфинильной и гидроксильной групп. Так, они могут быть превращены в гидроксисульфоны, р-оксо- и ацетоксисульфоксиды. Реакции этих соединений, например (23), с MeLi (2 экв) дают дианион, который далее гладко алкилируется по углероду [10, 17]. Термолиз соединений типа (23), получаемых из литий- метилфенилсульфоксида и альдегидов, дает метилкетоны (уравнение 15) [18а]. Перегруппировка Пуммерера в присутствии уксусного ангидрида и ацетата натрия приводит к защищенным оксиальдегидам (24) (уравнение 16) [19].
а-гидр-
(15)
(16)
а-гидр-
(15)
(16)
о онОН о
II I AIII
PhSCH2CHPh —> [PhSOH] + PhC=CH2 —► PhCCH3 (23)
О pHAcO OAc
** Ac2O, NaOAc I I
ArSCH2CHAr -> ArCHCHSAr
(24)
ХлорированиеЦиональные rnvnХлорированиеЦиональные rnvnAr = /г-толилгидроксисульфоксидов затрагивает обеы, если они не разделены более чем четырьмя
Хлорирование
Циональные rnvn
Хлорирование
Циональные rnvn
атомами углерода. В последнем случае протекает нормальное «-хлорирование [19]. Продуктами подобных реакций хлорирования являются хлорсульфоны (см. ниже). В соответствии с показанным ниже механизмом замещение ОН на С1 происходит с обращением конфигурации, как, например, при хлорировании щщ-4-гидрокситиан-1-оксида [20].
В отличие от гидроксисульфоксида (25) трет-бутилгидроксиал- килсульфоксиды (28) реагируют с SO2C12 или N-хлорсукциними- дом с образованием циклических сульфинатов (сультинов) (29) [17, 21]. Полагают, что начальные стадии реакций идентичны для (25) и (28) (уравнения 17, 18).
о он
II I so2ci
PhS(CH2)ftCH2>
О
ОН
;s(CH2)ftCH2 си +
ох+ сг
^S-(CH2)ft
оС1
III
PhS(CH2)nCH2
(25) n = 2 — 4
О ОН
трет-BuS(CH2)nCRR*
(28) и =1—5
(26)
SO2C12
O-(CH2)ft
О—СН2
(27)
О °C
О
(17)
* O=S—CRR1 > CH2=CRR‘ + SO2 (18)
(если n = I)
Расщепление связи Me3C—S возможно на стадии соли (26; Ме3С вместо Ph) или (27). Из (27) сультины образуются непосредственно, а из (26)—через гидроксисульфинилхлориды. Р-Суль- тины (и = 1) обычно нестабильны и разлагаются до алкенов [21]. Поскольку исходные трет-бутил-Р-гидроксиалкилсульфоксиды получают реакцией Li-соли Me3CS (О) CH2RR‘ с альдегидами или кетонами, суммарный итог реакции эквивалентен реакции Виттига (см. также разд. 11.7.4).
ГАЛОГЕНСУЛЬФОКСИДЫ
Эти соединения чаще всего получают окислением а-галоген- сульфидов окислителями (О3, пероксикислоты, NaOCl, HNO3 и др.) и галогенированием сульфоксидов реагентами — источниками положительного галогена (PhICl2, SO2C12, Вг2, N-хлор- и N-бромсук- цинимиды) (уравнения 19 [256], 20 [24а], 21 [26]) (см. также разд. 11.6.3.8).
ОС1 о
|| N-хлорсукцинимид I II
PhCH2SMe -> PhCH— SMe (93%)(19)
ОCl ОО
|| N-хлорсукцинимид | II,11
,SMe> PhCH— SMe + PhCH2SCH2Cl (20)
C5H5N(51%)(34%)
n-MeC6H4SOCH2Cl(R)n-MeC6H4SOCH2ClSS)n-MeC6H4SOCH2Cl(R)n-MeC6H4SOCH2ClSS)(21)(21)
n-MeC6H4SOCH2Cl
(R)
n-MeC6H4SOCH2ClSS)
n-MeC6H4SOCH2Cl
(R)
n-MeC6H4SOCH2ClSS)
(21)
(21)
О
II n-MeC6H4SMe
(R)
PhICI2 „
C5H5N
PhICI2
C5H5N, AgNOa
е с сото [22] рассмотрены упомянутые
В обзоре Венье^ диазомеТана с различными суль-
выше реакции, а такжерреакция была модифицирована финилхлоридамн. 1юс а^ поле3ным методом структурно од- Н расширена так, чтили арил-а-хлорметилсульфоксидов.
позначного синтеобразу1Ощихся а-диазосульфоксидов с
ХсТьш водородом открывает путь к синтезу а-иодсудьфокеи- Д0 Можно сделать ряд общих заключений о ходе реакции а-гало- генноования сульфоксидов. Если реакция проводится в присутст- ™ растворимого основания, обычно пиридина, то она обычно Хактевизуется высокой диастереомерной селективностью, но более низкой региоселективиостью [24]. Если же процесс ведется в отсутствие основания или в присутствии нерастворимого основания, то для него характерна высокая региоселективность, но, по-видимому, низкая стереоселективность [13, 25а]. Оптически активные а-галогенсульфоксиды лучше всего получать в присутствии пиридина; если к реакционной смеси при галогенировании добавить AgNO3, то образуется продукт, имеющий обращенную стереохимию по сере и по а-углероду [26]. Учитывая доступность реагентов и удобство в обращении с ними следует считать, что в лабораторной практике наиболее подходящими реагентами являются N-хлор- и N-бромсукцинимиды и SO2CI2. Известно, что при использовании этих реагентов выходы такие же, как в синтезах с помощью других реагентов, или выше.
Замещение галогена из a-положения к сульфоксидной группе происходит медленно, если он связан с первичным атомом углерода, и с большим трудом, если С1 связан с вторичным атомом углерода. В этой реакции в качестве нуклеофилов успешно использовали I- [27], RS~ [28], RO~ [28] и R2NH [29]. В случае RO~ и R2NH образующиеся первоначально а-алкокси- и а-аминосульфоксиды подвергаются дальнейшим превращениям (см. разд. 11.7.7).
Карбанионы, образующиеся из а-хлорсульфоксидов, конденси-
карбанионов с симметрич- из двух диастереомерныхкарбанионов с симметрич- из двух диастереомерныхруются с кетонами и альдегидами, образуя гидроксихлорсульфоксиды (30) (уравнение 22 [30а]) или эпоксисульфоксиды (31) (уравнение 23 [306]) в зависимости от условий реакций. Интересно отметить, что при реакции этих
карбанионов с симметрич- из двух диастереомерных
карбанионов с симметрич- из двух диастереомерных
ними кетонами образуется лишь один продуктов [30].
ОIIPhSCH2ClОIIPhSCH2Cl1. ВиЫ,— 70 °C1. ВиЫ,— 70 °CОНCH— SPhОНCH— SPh(22)(22)
О
II
PhSCH2Cl
О
II
PhSCH2Cl
1. ВиЫ,— 70 °C
1. ВиЫ,— 70 °C
ОН
CH— SPh
ОН
CH— SPh
(22)
(22)
(30)(78%)
ООО
трет-BuOK II / \
RSCI№ + R'R’C=O -.^н» RS-НС—CR.R.(а
R = Me, Аг(31)
Химия р-, V- И других галогенсульфоксидов относительно проста. Эти соединения обычно получают окислением соответствующих сульфидов. p-Хлорсульфоксиды образуются также с выходами 40—80% при взаимодействии аренсульфинилхлоридов с алкенами в присутствии ZnCl2 [31]. При обработке основаниями p-хлорсульфоксиды дегидрогалогенируются, образуя аф-непре- дельиые сульфоксиды, а прочие хлорсульфоксиды превращаются в карбоцпклы, несущие сульфинильный заместитель (уравнение 24).
ООО
||основание ||II
RS(CH2)ftCl > RSCH=CH2 или RS—НС—(СН2)„_2(24)
СН2
п > 2
Р-ОКСОСУЛьфоксиды
И Р-СУЛЬФИНИЛПРОИЗВОДНЫЕ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ
Реакция метилсульфинилкарбаниона со сложными эфирами является прекрасным путем получения р-оксосульфоксидов типа (32) (уравнение 25) [32] (см. табл. 11.6.3). Однако использовать в этой реакции не ДМСО, а другие сульфоксиды малорентабельно, поскольку на 1 моль сложного эфира требуется 2 моль сульфоксида (1 моль сульфоксида расходуется на отрыв протона от первоначально образовавшегося р-оксосульфоксида). р-Сульфи- нилзамещенные сложные эфиры (33) получают аналогичным образом (уравнение 26).
о||- О о
(25)(25)II1. 2Ме—S—СН2II||
(25)
(25)
RC—OEt > RC—СН2—SMe
ОоIIIIRS—СН2—С—OEtОоIIIIRS—СН2—С—OEt(26)(26)2. Н +
Оо
IIII
RS—СН2—С—OEt
Оо
IIII
RS—СН2—С—OEt
(26)
(26)
О
II -
RS—СН2 + O=C(OEt)3
(33)
R = Ме(выход 80%)[ЗЗа], РЬ(выход 70%)[ЗЗб]
Соединения (32) и (33) могут быть получены сульфенилиро- ванием енолятов кетонов или сложных эфиров дифенилдисульфи дом с последующим окислением продукта реакции. “°л сложных эфиров (но не кетонов!) реагируют также с Д1 сульфидом [35]. Этот путь применим для соединеш™, Пчень личной структуры; суммарный выход продуктов
ооО/ оО/ о(27)(27)высок (см. разд. 11.6.3.6). Этот метод может быть также дополнен прямым сульфинилированием енолятов кетонов с помощью мстилфепилсульфината (34) (уравнение 27) [34]. Хотя последняя реакция изучена не очень подробно, ее простота и хорошие выходы продуктов (65—87% для простых кетонов, 50% для камфоры) делают ее безусловно перспективной. Менее важны реакции окисления р-гидроксисульфокспдов [36] и р-оксосульфидов.
о
о
О
/ о
О
/ о
(27)
(27)
(U3O-Pr)2NLi
PhSOMe (34)
IIО
Интерес к химии р-оксосульфоксидов объясняется тем, что эти соединения легко превращаются в производные, не содержащие серу. Кори и Чайковски [32] описали их восстановление до кетонов при действии Al/Hg в ТГФ, а Рассел, Сабурин и Микол [36] осуществили эту же реакцию с помощью Zn в АсОН (уравнение 28). Данные о выходах в этих реакциях приведены в табл. 11.7.2.
О R1 ОО
II I IIAl/Hg II
RC—С—SMe ——RC—CHR'R2(28)
Iили Zn, АсОН
R2
Рассел с сотр. [36, 37] показали возможность превращения р-оксосульфоксидов почти во все мыслимые 1,2-дикислородсодержащие производные. Некоторые из этих взаимопревращений приведены в схеме 29. Были получены а-оксоальдегиды, с различным образом защищенными функциональными группами, а-оксокисло- ты, спирты, сложные эфиры, а-гидроксикислоты, 1,2-гликоли, a
Таблица 11.7.2. Восстановление ^-оксосульфоксидов в кетоны
R
R1
R2
Выходы продуктов (%) при восстановлении действием
AI/Hg
Zn, АсОН
Ph
н
H
98
88
и-МеС6Н4
н
H
—
83
«-МеОСоН4
н
H
98
87
ПИКЛО-СбНц
н
H
■98
—
«-с5нп
н
H
98
—
я-С5Нп
Me
H
62 а
—
Ph
Me
H
64 а
96
Ph
Et
H
70 а
—
Ph
Me
Me
54 а
—
По данным работы [38]; приведены суммарные выходы двух стадий; алкилирования натриевой соли исходного сульфоксида (r'=r2=h) и восстановления.
также а,р-ненасыЩеНные сульфиды, сульфиды ацетиленового
п дитноацеталп кетенов. Исследования группы Рассе щ пп РШ лись на р-оксосульфоксидах, полученных конденсапипй р0В0ди" ДМСО со сложными эфирами. Нет сомнения, что подобнЛНИ°На вращения могут быть проведены для большинства доугиу п/ре' водных этого же типа. А произ-
о
II
RCCO2Et
Вг2
EtOH
ООооо оно онRCCH2SMe(32)RCCH2SMe(32)Н+ II |—RC—CHSMe(32а)Н+ II |—RC—CHSMe(32а)О12. МеОН ||> RCCH(OMe)2О12. МеОН ||> RCCH(OMe)2(29)(29)|Cu(OAc)2ОIIRCCHO|Cu(OAc)2ОIIRCCHO|ктавн4ОН|ктавн4ОНNaO2SCH2OHNaO2SCH2OHrchch2ohrchch2ohОrcch2ohОrcch2oh
О
О
о
о
о он
о он
RCCH2SMe
(32)
RCCH2SMe
(32)
Н+ II |
—RC—CHSMe
(32а)
Н+ II |
—RC—CHSMe
(32а)
О
12. МеОН ||
> RCCH(OMe)2
О
12. МеОН ||
> RCCH(OMe)2
(29)
(29)
|Cu(OAc)2
О
II
RCCHO
|Cu(OAc)2
О
II
RCCHO
|ктавн4
ОН
|ктавн4
ОН
NaO2SCH2OH
NaO2SCH2OH
rchch2oh
rchch2oh
О
rcch2oh
О
rcch2oh
Другой важной реакцией р-оксосульфоксидов является реакция термолитического элиминирования группы RSOH, приводящая к а,р-непредельным кетонам. Эта реакция, которую используют также для синтеза аД-непредельных сложных эфиров, нитрилов, сульфоксидов и сопряженных алкенов, подробно обсуждалась ранее (см. разд. 11.6.3.6). Простые р-оксосульфоксиды (32) и их сложноэфирные аналоги (33) могут быть превращены в более сложные производные путем алкилирования карбанионов (35) и (36) (уравнения 30 [38], 31 [33]), легко образующихся из (32) и (33) соответственно. Подобные реакции алкилирования лучше всего могут быть проведены в таких растворителях, как ДМФ [38] или ТГФ [33], или в условиях межфазного катализа [39].
ООО R1 О
I!R'x II I II
RC—CH—SMe -—-*- RC—CH—SMe(30)
ДМФ
(50-80 %)
ОOR
-RX II I
MeS—CH—CO2EtMeS—CHCO2Et(31)
(~80%)
Взаимодействие реагентов Гриньяра с сульфоксидами обычно протекает достаточно сложно [40]. Однако р-оксосульфоксиды и Р-сульфинилпроизводные сложных эфиров реагируют гладко RMgX с образованием стабильных реагентов, легко взаимодеи 310
вуюших с электрофилами, например с карбонильными соединениями. Получаемые продукты могут далее вовлекаться в превращения в соответствии с описанными выше схемами. Так, реагент (37) образует с кетонами и альдегидами аддукты (38) (выходы 75—95%) [41], которые далее могут превращаться в р-гидрокси- эфиры (уравнение 32) [41]. В аналогичной реакции реагента Гриньяра (39) образуются аддукты (40), которые при обработке SO2CI2 дают (Е)-изомеры а,р-ненасыщенных сложных эфиров с суммарным выходом 80—90 % [42] (уравнение 33).
ОО ОНон
IIrr'c=o I! II
PhS—CHCO2Et >- PhS—CH— CRR1 —> RR1 C—CH2CO2Et (32)
MgXCO2Et
(38)
оо OH
IIRCHOIII SO2CI2
rper-BuSCHCO2Et * rper-BuS—CH—CHR > RCH=CHCO2Et
1I
MgXCO2Et(33)
(40)
Повторная реакция анионов типа (41) и (43) с сильными основаниями (BuLi) приводит к образованию дианионов (42) и (44), в которых наиболее нуклеофильным центром оказывается терминальный атом углерода-, связанный лишь с одной электро- ноакцепториой группой (уравнения 34 [44], 35 [43]).
ОООООО
II - II BuLi II - II - I. RX || II
PhS— CHSCH3 ——> PhC—CH— S—CH2 - . "—* PhCCH2SCH2R (34) I ГФZ. ri-2 и
(41)(42)(65-80%)
II - II BuLi || -|| - I. RX
PhS—С—CCH3 —* PhS—С—C—CH2>(35)
I3. дО
Me Na +Me
(44)(50-70%)
Сульфоксиды, содержащие более одного атома серы
Исследования в этой области проводились в основном группами Цучихаши и Шлессинджера. Цучихаши и сотр. занимались разработкой путей использования (метилтиометил)метилсульфоксида (45) [45], а группа Шлессинджера использовала более подходящий, по их мнению, этильный гомолог (47) [46]. Оба эти реагента легко могут быть получены с хорошими выходами окислением соответствующих меркапталей формальдегида действием
Н2Оо в АсОН [выход (45) 78%] [33] или NaIO4 [выход >90%] [34].
ОО
||основание ||
RS—CHaSR —> RS—CHSR
R = Me(46) R = Me
R = Et(48) R = Et
Анионы, генерируемые из соединений (45) и (47) действием NaH, BuLi или (z/зо-Рг) 2NLi в ТГФ, с успехом можно использовать как эквиваленты ацил-анпона [47]; реакции этих анионов с электрофильными реагентами различных типов описаны в серии статей, опубликованных обеими группами исследователей [48,49]. Утверждают, что эти анионы удобнее использовать, чем 2-лптнй- 1,3-дитпан, поскольку они легче генерируются, дают продукты реакции с отличными выходами и, что, по-видимому, важнее всего, снятие защиты с карбонильной группы в случае производных, получаемых из (45) и (47), требует лишь очень мягкой обработки кислотой.
Ниже приведены некоторые из многочисленных реакций, описанных для (45) и (47). Карбанионы (46) и (48) в форме натриевых или литиевых солей легко реагируют с первичными алкил- галогенидами или тозилатами, давая (после гидролиза) альдегиды [46, 48а]. Симметричные и циклические кетоны также могут быть получены при реакции оснований (2 экв) соответственно с алкилгалогенидом или а.со-дигалогенидом [48а]. В отличие от 2-лптий-1,3-дптиана карбанион (48) легко вступает в реакцию 1,4-присоединения к а.р-ненасыщенным сложным эфирам, давая после гидролиза у-оксоэфиры [49а].
Производные карбаниона (48), у которых а-водород замещен на этильную группу, гладко присоединяются к аф-ненасыщенным кетонам, а также к сложным эфирам (уравнение 37) [49а].
/SEt
ОEK / ^EtОEK / ^Et—Ме(37)О—Ме(37)О
ОEK / ^Et
ОEK / ^Et
—Ме(37)
О
—Ме(37)
О
Реакция кетонов или альдегидов с анионами (46) пли (48) приводит к интермедиатам (49), гидролиз которых дает а"гидР5Ф" сиальдегпды, а дегидратация — монооксид тиоацеталя кетена (50) [48в, 496]. Обработка сульфоксида (50) НС1 в метаноле приводит к метиловому эфиру (51) [48в] (схема 38). Соединение ( ) жет также использоваться как очень интересный тип родного акцептора Михаэля для анионов, геперпруемь. Р карбонильных соединений пли ^-бутпл^^ также присоединяются к (50) [496]. Гндрол Р у
продуктов ,52, дает L™»»— "^ "=“Л^ перегонкой образующегося промежу-
точного продукта 1&UJ.точного продукта 1&UJ.ОО'CHRS''CHRS'r’r’c=or’r’c=oОН SR оI I IIRiR2C—CH— SR(49)ОН SR оI I IIRiR2C—CH— SR(49)1. Лс2О2. KOH,CgHg1. Лс2О2. KOH,CgHgRS ОI IIR'R2C=C—SR(50)RS ОI IIR'R2C=C—SR(50)CH(CO^Et)2CH(CO^Et)2IICI, МеОНIICI, МеОН1,1 I Д
точного продукта 1&UJ.
точного продукта 1&UJ.
О
О
'CH
RS'
'CH
RS'
r’r’c=o
r’r’c=o
ОН SR о
I I II
RiR2C—CH— SR
(49)
ОН SR о
I I II
RiR2C—CH— SR
(49)
1. Лс2О
2. KOH,CgHg
1. Лс2О
2. KOH,CgHg
RS О
I II
R'R2C=C—SR
(50)
RS О
I II
R'R2C=C—SR
(50)
CH(CO^Et)2
CH(CO^Et)2
IICI, МеОН
IICI, МеОН
(38)
piRlSRО
|IIII
(EtO^C) >СН—С—CHO <— (EtCO2)2CH—С—CH—SRR'R2CH2CO2Me
IL
R2R2
(общий выход 95%(52)^^
при R1 = R2 = H)
В случае циклических соединений особенное внимание было уделено стереохимическим аспектам связи 5=0. В 1,3-дитиаи-1- оксиде (53; Х=5) связь 5=0 предпочтительно занимает экваториальное положение [51] в отличие от самого дитиана и 1,3- оксатиан-1 -оксида (54; X = О). Изучены многие соединения типов (53) и (54), однако до сих пор не удалось дать убедительного объяснения наблюдаемых различий в конформационном поведении этих гетероциклов [52].
(54) Х-О
Константы равновесия конформационных превращений этих соединений приведены ниже.
X
Т, °C
к
S—905,67
О—980,19
СН2-1020,47
Дисульфоксиды типа RS(О) (СНг),^(О)R могут существовать 5виде мезо-,, и (±)-изомеров. Мислоу с сотр. получили оптиче- и активный дпсульфоксид действием CuCl на анион (/?)-ме- тил-п-тол и л сульфоксида [53].
П.7.6. ЭПОКСИСУЛЬФОКСИДЫ
Известно лишь небольшое число соединений, относящихся этому классу. Все они были получены конденсацией литиеш К или калиевых производных а-сульфинилкарбанионов с кетонам или альдегидами (уравнения 40, 41) по схеме синтеза ЛапМИ на {30].марза-
о
о
о
RS—СН2С1
трет-ВиОК
R*C=O
RS—НСCR]
(40)
о
RS—СН2С1
трет-ВиОК
RCHO
(55)
О
11 О
rs4 / \ /R1
н/ \н
(56)
(41)
Одной из интересных особенностей этих реакций является об-
разование лишь одного из двух возможных диастереомеров эпоксисульфоксидов (55), если в реакцию с карбанионом вводить симметричные кетоны. При использовании несимметричных кетонов или альдегидов образуются смеси диастереомерных эпоксидов; интересно, что при этом обычно преобладают ^wc-изомеры, например (56) [306].
Подобно многим другим замещенным эпоксидам, несущим электроноакцепторные группы, эпоксисульфоксиды,например (57), способны претерпевать термические и катализируемые кислотами перегруппировки, в ходе которых миграция сульфинильной группы протекает легче, чем миграция атома водорода, алкильной или даже арильной группы (см., например, уравнение 42 [54, 55]). При нагревании образуются а,^-ненасыщенные альдегиды (59), возможно, в результате син-элиминирования сульфоксидного остатка из первоначально образующегося (58) [55]. Конденсация упомянутых выше анионов с циклическими кетонами (ср. уравнение 40) и последующий термолиз эпоксисульфоксида используют для превращения циклических кетонов в 1-формилциклоалкены [55].
О о ” R /SPh
н
Д, толуол или BF3-Et2O
/СНО ,
<SPh Л
сно
(42)
(57)
О
(58)(59) (общий выход 75%)
11.7.7. а-АМИНО-
И а-АЛКОКСИСУЛЬФОКСИДЫ ГПАИПНИИ
Эти соединения термически неустойчивы и пР“то“^еР п0.ви. образуют сложную смесь продуктов ра . 'ль(ьоКСНд-сульфенат- димому. инициируется легко протекающей сульфоксид сул Ч
* fvmBHenne 43). Так, например, попытка
НОЙ псрегрупппровкиз бромметпл.,2.толплсульфокспда
получения (60, * сульфепампда (62) и ампналя (63) (урав- -Р*" ‘ SIfX»? что ^(62) I. (63) образуются в рс-
пение 44). Пол< ... молскулы пиперидина па сульфенат (61), зультате атакИ СзУЧЬТаТС перегруппировки (60) [56]. Алкокси- получающпнея в реt иокислспия соответствующего
производное^кпслотой Это соединенно полностью
сульфида N '^ 1 >тся в (65) при выдерживании в течение двух перегруптщовьк з „ 0Сн0ППЫМИ продуктами ока-
фенилбензолтиосульфипат и бпс(мстоксимстиловый)
Эфир (уравнение 4о) PU-
ОArSCH2N\(60)ОArSCH2N\(60)(61)(61)—> Дальнейшие реакции—> Дальнейшие реакции(43)(43)
О
ArSCH2N\
(60)
О
ArSCH2N\
(60)
(61)
(61)
—> Дальнейшие реакции
—> Дальнейшие реакции
(43)
(43)
Аг5СН2Вг + 4Н\^► ArSN^”+ ^ ^N ^СН2 + \ ^NH2 (44)
(62)(63)Вг-
ОО 1
PhSCH2OMe~> PhSOCH2OMe* PhSSPh + (МеОСН2)2О (45)
(64)(65) (100%)(81%)(41%)
. 11.7.8. АРОМАТИЧЕСКИЕ СУЛЬФОКСИДЫ
К диарнлсульфоксидам проявляется гораздо меньший интерес, чем к диалкнл- или алкиларилсульфоксидам, поскольку диарилсульфоксиды не представляют ценности как интермедиаты в общем органическом синтезе. Рассмотрению вопроса взаимодействия группы S=O и соседней л-системы посвящен обзор Прайса и Оаэ [58]. .
Прямой метод синтеза симметричных диарилсульфоксидов — легко протекающее взаимодействие реагентов Гриньяра с 8ОС12 или O=S (OR)2 и окисление соответствующих сульфидов. Отличным методом получения оптически чистых днарилсульфоксидов является реакция оптически активного ментилового эфира арилсульфиновой кислоты с ArMgX.
П Н ^S0'rPynn значения о составляют соответственно
п °’48’ ЧТ0 опРеДелеио исходя из значений констант иониза- с ” соответствующих метнлеульфинилбепзойных кислот [59]. Не- вянпо У3 д°вольио высокое положительное значение о, бромпро- сульфоксю^ЛфЧтпИЛСУЛЬфОКСИДа ПРИВОДИТ к п-бромфенилметпл- Фенилметппсуп.гь7 ПродУкт с°ДсРжит в качестве примеси п-бром-
• У .фид, образующийся вследствие восстановления
сульфоксида НВг [60]. Нитрование дифенилсульфоксида по дит к смеси .мета- и /шра-пронзводиых. Предполагают, что п вое из них образуется путем нитрования протонированного cvtT оксида, а второе — при нитровании непротоннрованного субств " та [61]. На основании этих данных сульфинильный заместите?' рассматривается как электроноакцепторный, но орто-пара-опие тирующий, подобно хлору или брому.* р н'
Взаимодействие диарилсульфоксидов с алкиллитпевымп De агентами дает продукты (уравнение 46), образование которых лучше всего объясняется первичным возникновением пентакоор ць нированного по сере интермедиата, распадающегося далее на дегидробензол и диарилсульфпд [62].
ЛИТЕРАТУРА
2.
3.
4.
5.
6.
7.
М. Mikolajczyk, S. Crzejszczak, ll7. Midura, and A. Zatorski, Synthesis, 1975, 278.
F. .4. Carey and 0. Hernandez, J. Org. Chem., 1973. 38, 2670.
P, .4. Grieco and R. S. Finkelhor, J. Org. Chem., 1973, 38, 2245.
D. .4. Evans and G. C. Andrews, Accounts Chem. Res., 1974, 7, 147.
L. Horner and I7. Binder, Annalen, 1972, 757. 33.
D. J. Abbott, S. Colonna, and C. J. AL Stirling, Chem. Comm., 1971, 471.
41. Cinquini, S. Colonna, and J. С. 41. Stirling, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 256; 41. Cinquini, S. Colonna, F. Cozzi, and C. J. 41. Stirling, J. C. S. Perkin I, 1976, 2061.
C, D. Broaddus, Accounts Chem. Res., 1968, 1, 231.
E. N. Prilezhaeva, L. V. Tsyrnbal. and 41. F. Shostakouskii, Doklady Akad. Nauk S.S. S. R., 1961, 138, 1122 [£. H. Прилежаева, Л. В. Цымблл, 41. Ф. Шостаковский— ДАН СССР, 1961, 138, 1122].
10. D. A. Euans, G. С. Andrews, Т. Т. Fujimoto, and D. Wells. Tetrahedron Let-
8.
9.
ters, 1973, 1385, 1389, and Ref. 4.,
J. G. Miller, UZ. Kurz, K. G. Untch, and G. Stork, J. Amer. Chem. Soc., 19/4, 96, 6774.
D. J. Abbott and J. C. 41. Stirling, Chem. Comm., 1971, 472.
13a. G. Tsuchihashi, S. Mitamura, S. Inoue, and K. Ogura, Tetrahedron Letters,
1973 323
136. G. Tsuchihashi, S. Mitamura, and K- Ogura, ibid., 1973. 2469.
G. Tsuchihashi, S. Iriuchijima, and 41. Ishibashi, Tetrahedron Letters, •
14.
15.
15.
17.
£6°£. Reid, ‘Organic Chemistry of Bivalent Sulfur*, Chemical Publishing Co.,SeNIr?u°cldjima,2IC ^aniwa/E Sakakibara, and G. Tsuchihashi, J. Org. Chem.,JV.^^S/mrVm, F. de Reinach-Hirfzbach, and T. Durst, Canad. J. Chem., 1976,
18a. J. Nokami, K. Kunieda, and M. £mo.s/ufa, Tetrahe^^Soc? 1975, 97,
186. S. Iriuchijima, K. Maniwa, and G. Tsuchihashi, J. Amer. Cheia.,
19. T^Durst, К. C. Tin, and J. M. V. Mardl, Canad. J. Chem., 19/3, ol, 1/04.
H. SM" m^ s£2,dJSTj'’Amer.' ChemSoc 1571. 9S. 3420
C. G. Venter aOoura Bull. Chem. Soc. Japan, 1971, 44, 1726.
24a. G. Tsuchihashi Colonna ^and F. Montanari. Chem. Comm., 1969, 607. 24б.М.СтуштLetters,1970>4643.
2па. К C- Tin and .^^ T Durst, jnternat. J. Sulfur Chem., 1973, 3, 1.
A. lung, K. Colonna and F. Montanari, Chem. Comm., 1970, 1441.
S Colonna R. Fomasier, and F. Montanari, J. C. S. Perkin I, 2bO. Al. lanqum^
м72ИлТй Masuda T. Saeki, and S. Uyeda, Synthesis, 1976, 697.
c Bordwell and W. T. Bronner, Jr., J. Amer. Chem. Soc., 1964, 86, 4645.
9^ M CinVi D. Landini, and A. Maia, J. C. S. Chem Comm., 1972, 734.
К Ooura and G. Tsuchihashi, Chem. Comm., 1970, 1689.
2? T.' Numata and S. Oae, Internal. J. Sulfur Chem. (A), 1971, 1, 21o.
т Durst J Amer Chem. Soc., 1969, 91, 1034.
ЗОб" G Tsuchihashi and K. Ogura, Bull. Chem. Soc Japan, 1972, 45, 2023.
31 G Glares and S. Sullivan, Synth. Comm., 1976, 6, 495.
32' E J Corey and M. Chaykovsky, J. Amer. Chem. Soc., I960, 87, 134o.
33a 1 A van Asten and R. Loun, Tetrahedron Letters, 1975, 671.
k Kunieda, J. Nokami, and M. Kinoshita, Chem. Letters, 1974, 369.
H. J. Monteiro and J. P. de Souza, Tetrahedron Letters, 1975, 921; R. M. Coates and H. D. Pigott, Synthesis 1975, 319.
В. M. Trost, T. N. Salzmann, and K. Hiroi, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 4887, and references therein и приведенные там ссылки.
3618, 3624;31, 2355.Org. Chem.,3618, 3624;31, 2355.Org. Chem.,G, A. Russell, Е. Sabourin, and G. J. Mikol, J. Org. Chem., 1966, 31, 2854.
3618, 3624;
31, 2355.
Org. Chem.,
3618, 3624;
31, 2355.
Org. Chem.,
G. A. Russell and L. A. Ochrymowycz, J. Org. Chem., 1969, 34,
1970, 35, 764, 2106, 3007.
38.39.40.41.42.43.44.45.38.39.40.41.42.43.44.45.P. G. Gassman and G. D. Richmond, J. Org. Chem., 1966, E. Dehtnlow, Angew. Chem. Internal. Edn., 1974, 13, 170.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
D. N. Harpp, S. Martin Vines, J. P. Montillier, and T. H. Chan, J.
1976, 41, 3987 и приведенные там ссылки.
N. Kunieda, J. Nokami., and M. Kinoshita, Tetrahedron Letters, 1974, 3997.
J. Nokami, N. Kunieda, and M. Kinoshita, Tetrahedron Letters, 1975, 2179,
P. A. Grieco and C. S. Pogonowski, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 72.
I. Kawajima and H. Iwasawa, Tetrahedron Letters, 1974, 107.
K. Ogura and G. Tsuchihashi, Bull. Chem. Soc. Japan’ 1972, 45, 2203 K^’ L L Herrmamh ^ R- H. Schlessinger, Tetrahedron Letters,
47.47.1У / u, o2o7.
47.
47.
Вопросы химии карбанионов, производных 1, 3-дитиана, которые претеппе- пРевРаЩепия- рассмотрены в обзоре: D. Seebach, Synthe-
Tsuchihashi, Tetrahedron Letters, 1972, 2681
8G’197^2767. M' ]amaslllta' S' Fur^nwa, M. Suzuki, and G. Tsuchihashi, ibid., 49a'Qnd °" Fsiichihashi, ibid., 1972, 1383.
1973, 3271Тз275’. ’ ’ Rlchman’ and R- H- Schlessinger, Tetrahedron Letters,
Wepplo, andComm., 1974,Wepplo, andComm., 1974,496 ₽ N cHu7mann' G‘ R- Kieczykowski, R. F Romanet P I Л 'ibid., 1973, 4711.Komanet, P. J.
Wepplo, and
Comm., 1974,
Wepplo, and
Comm., 1974,
°' 41f Newfe°me, J. M. Robinson, and J. D. Sauer, J. C. S. Chem.
S26 ^^^ 1974’ 225'
Chemical So-Chemical So-ciety, SpeciaHsM^tna1 Sujphur, Selenium and Tellurium' The £ J. lEyanoH№ voL 3- P- >63; 1977 vol. 4, p" 23?
Chemical So-
Chemical So-
1973’ 95- ^39.' Marya^?- R- Tang’ and к- Mistow, J. Amer. Chem.‘
st and К. C. Im, Tetrahedron Letters, 1970, 2369.
V. Reutrakul and W. Kanghae, Tetrahedron Letters, 1977, 1377.
T. Numata and S. Oae, Internat. J. Sulfur Chern, (A), 1971 1 215- cPO ,
T. J. Maricich, R. A. Jourdenais, and T. A. Albright, J. Amer. Chem Soc
5831 for a study of the rearrangement of N-alkoxybenzenesuiohin2m;/,j* 57. T. J. Maricich and С. K. Harrington, J. Amer. Chem. Soc., 1972 94 511c; 58a. С. C. Price and S. Oae, ‘Sulfur Bonding’, The Ronald Press, New York ioro
chapters 3 and 4.’
586./?. /. Gillespie, Angew. Chem., 1967, 79, 885.
F. G. Bordwell and P. J. Boutan, J. Amer. Chem. Soc., 1957, 79, 717
C. Carpanelli, G. Gaiani, and G. Leandri, Gazzetta, 1970, 100, 618
N. C. Matziano, E. Maccarone, and R. C. Passerini, J. Chem. Soc. (B), 197]
62a. К. K. Andersen and S. A. Yeager, J. Org. Chem., 1963, 28, 865.
К. K. Andersen, S. A. Yeager, and N, B. Peynircioglu, Tetrahedron Letters
1970, 2485.ers,
СУЛЬФОНЫ
T. ДА PCT ^University of Ottawa)
СВОЙСТВА СУЛЬФОНОВ
Сульфоны представляют собой соединения с общей формулой (1), где заместителями R и R1 могут являться алкильные, винильные, алкинильные или арильные группы в любых сочетаниях. Для сульфонов в целом характерна высокая химическая и термическая стабильность. Сульфоны устойчивы к окислению, а их восстановление до сульфидов осуществляется с трудом; для восстановления напряженных циклических сульфонов используют LiAlH4 [1], а для многих ациклических сульфонов — диизобутил- алюмогидрид [2]. Сульфоны инертны по отношению почти ко всем кислотам, за исключением самых сильных. Они только частично протонируются в серной кислоте, а полное протонирование осуществляется лишь в «магической кислоте» FSO3H SbFs SO2CIF при —80°C [3]. Реакции сульфонов с основанием, приводящие к образованию а-карбанионов или к 0-элиминированию сульфиновых кислот, обсуждены подробно далее в настоящем разделе, а также в разд. 11.8.3. Сульфонильная группа может быть замещена на водород действием никеля Ренея [4], Li вди- этиламине [5] или 6% Na/Hg в метаноле с использованием Na2HPO4 в качестве буфера [6].
v(O-H)v(O-H)отсутствуетотсутствуетО
v(O-H)
v(O-H)
отсутствует
отсутствует
R, R1 = Aik, АгR, R1 = Aik, Агv(O—Н) =3292 см-1v(O—Н) =3292 см-1сульфонов СО-может высту-сульфонов СО-может высту-IIR—S—R1
R, R1 = Aik, Аг
R, R1 = Aik, Аг
v(O—Н) =3292 см-1
v(O—Н) =3292 см-1
сульфонов СО-может высту-
сульфонов СО-может высту-
Основное различие в свойствах сульфоксидов и стоит в том, что в сульфоксидах атом кисл водородных связей пать как сильный акцептор при образоваи
нуклеофильным центром. Атомы кислорода
И является мощи >У^слабыс водородные связи даже в
сульфоис обР^У'Случаях, как о-беизолсульфопилфснол (2)
таких благопр ° вУсульфоне могут проявлять нуклеофиль- l"L тп D очень добычных условиях. Автору данного обзора „ость ЛИШь 0 1ай подобного поведения, описанный Уаи-
(1)(1)PhN2+ "BF4+ SPhN2+ "BF4+ SH3BCCTCII л п > Д котУ показали, что разложение ареидиазо- типгом с сотр. - ф аис приводит к образованию сосдпне- с выходом около 30% (уравнение I).
(1)
(1)
PhN2+ "BF4+ S
PhN2+ "BF4+ S
(4)(4)-N2 I
(4)
(4)
(3)
Присутствие сульфонильной группы в молекуле легче всего установить по данным ИК-спектров. Для всех сульфонов харак- терны интенсивные полосы поглощения при 1300—1320 и 1140— 1160см-1 относящиеся к асимметричным и симметричным валентным колебаниям 5О2-группы. Менее полезной для идентификации является спектроскопия ПА^Р. Сигналы алифатических а-прото- нов сульфонильной группы лежат в области 2,5 3,1 млн ', например: 3,03 (ди.метплсульфон), 2,92 (ди-н-пропилсульфон), 3,04 (тиолап-1,1-диоксид); 3,08 (метил-п-толилсульфат), 2,62 (випил- мстилсульфон).
Как и в случае сульфоксидов, для сульфонов неясна природа связи сера—кислород, а также способ взаимодействия сульфонильной группы с соседними л-электронными системами, включая ароматические или винильные остатки, или с а-карбанионными центрами. Эти вопросы подробно обсуждены в монографии Прайса и Оаэ [76] (по данным до 1962 г.). В то время общепринятой была концепция участия d-орбиталей, и ее использовали для объяснения различных спектральных и химических данных.
Классическим химическим доводом в пользу rf-орбнталыюй стабилизации а-аниопного центра в сульфоне считался тот факт, что для бициклического сульфона (5) значение рКа мостикового Н-центра близко к значению рАа для ациклического производного (6) [9]. В отличие от сульфонов значения рАа для их карбонильных аналогов (7) н (8) различались примерно на
сдипищ Ранее подобное различие в поведении этих двух типов соединении было наглядно объяснено на основании теорстиче- иссдслова,1ий, показавших, что если коплапарпость явля- тРсбоваиием Для эффективного рп — рл-пере- тельпо э^^СКТ1,впость Рл — ^,-перекрыванпялишь пезпачн- ^Д-липепня"^ г?Т угла .^ежДУ орбиталями. Поэтому в случае анионаоказывается возможной стабилизация
. нанимая со стабилизацией для ациклической системы.
(EtSO2)3CH(EtSO2)3CHОО(в)(в)
(EtSO2)3CH
(EtSO2)3CH
О
О
(в)
(в)
W
Дополнительным доводом в пользу стабилизации соседнего отрицательного заряда за счет б?-орбиталей серы являлось сравнение кислотности сульфидов (9) и (10) с кислотностью соответствующих кислородных аналогов (11) и (12) (табл. 11.8.1) [10], показавшее, что индуктивные эффекты не могут являться причиной стабилизирующего влияния серы (подобный эффект должен был быть большим для более электроотрицательного кислорода). Исходя из £/л — рл-взаимодействия между сульфонильной группой и соседними л-электронами, интерпретировались также многочисленные данные УФ-спектров [76].
Однако развитие относительно недорогих, но довольно изощренных методов расчетов дало результаты, поставившие под
Таблица 11.8.1. Значения р К a для некоторых соединений в ДМСО [/9]
Соединение, содержащее серу
P^a
Соединение, не содержащее серы
P^a
PhSO,CH2COPh
11,4
CH2(CN)2
11,1
PhSO2CH2CN
12,0
—
PhSO2CH2SO2Ph
12,1
—
—
PhSO9CH2COMe
12,5
—
CF3SO2Me
18,8
MeNO2
172,
PhSO2CH2SPh (9)
20,3
—
—
(PhS)3CH
22,5
•—
PliSOoCHoSMe (10)
23,4
—■
PhSO2CH2Ph
23,4
PhCOMe
24,7
CF3SO2—/
26,6
MeCOMe
26,5
PhSO2CH2OPh (11)
PhCH2S(O)Me
PhSO2Me
PhSO2CH2OMc (12)
MeSOoMe
27,9
29,0
29,0
30,7
31,1
PhC=CH Ph3CH MeCN P ЬдСНг
28,8
30,6
31,3
32,3
MeS(O)Me
35,1
-—
сомнение рассмотренные выше интерпретации, лак, Вольфе и сото опубликовали ряд расчетов ab mUto для карбанионов, стабилизированных серой [11], в том числе и для а-сульфонильной системы- расчеты показали незначительность вклада d-орбиталей в стабилизацию соседнего аниона. Эти результаты позволили предположить, что стабилизация заряда связана с наличием длинной связи С—S и с высокой поляризуемостью атома серы, которая и является причиной делокализации заряда.
Р Расчеты МО методом возмущений [12] показали, что в дополнение к эффекту поляризуемости а-анионы также стабилизируются за счет взаимодействия с переносом заряда между карбанионной парой электронов и антисвязывающей орбиталью анти- перипланарной a-связи сера — углерод. Объяснение большей кислотности предшественников а-тиокарбанионов по сравнению с кислотностью а-алкоксианалогов состоит в том, что для группы SR энергия антисвязывающей о-орбитали меньше, чем для группы OR, и поэтому в случае а-тиокарбанионов в большей степени осуществляется связывающее взаимодействие между карбанионом и антисвязывающей орбиталью.
Бордуэлл и сотр. [10а] определили кислотность ряда цикло- пропильных производных (13) и соответствующих изопропильных производных (14). Ациклические соединения являются значительно более кислыми, чем циклопропильные аналоги. Для карбонил- и нитропроизводных это объясняют тем, что в случае циклопро- пильных производных возникает дополнительное напряжение в кольце для образования э^2-гибридизованного центра карбаниона, который может эффективно стабилизироваться за счет перекрывания с соседней группой. Поскольку для сульфонильных соединений наблюдается картина, качественно сходная с нитро- и кетопроизводными, то можно заключить, что а-сульфонилкар- банион также имеет $р2-гибридизацию и в значительной мере стабилизирован за счет л-сопряженного перекрывания (см. также
ЭАГ
pXa соединения
(13)
(14)
no2 so2cf3 COPh SO2Ph
~ 27
26,3
28,2 > 32
16,9 21,8 26
И Зак. 497
Способность сульфонильной группы стабилизировать соседний отрицательный заряд делает возможным осуществление различных реакций образования С—С-связи по этому центру за счет реакций с электрофильными реагентами. Именно на этом главным образом основано использование сульфонов в синтетической органической химии. Сульфоны являются более сильными С—Н- кислотами, чем соответствующие сульфоксиды (см. табл. 11.8.1). До 1975 г. считали, что значения р/(а для диметилсульфона и диметплсульфоксида равны соответственно 28,5 и 33,5. По разработанной Бордуэллом и сотр. [10в] абсолютной шкале кислотности для растворов в ДМСО значения р/(а для этих соединений составляют соответственно 31,1 п 35,1.
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОНОВ
Окисление сульфидов
Это превращение осуществляется легко и с неизменным успехом. Наиболее часто используют для этой цели пероксид водорода (30%) в уксусной кислоте или смеси уксусная кислота — уксусный ангидрид [13]. Многими авторами описано использование .и-хлорпербензойной кислоты в различных органических растворителях. Этот реагент очень эффективен и дает с высокими выходами чистые продукты. Использовали также и другие окислители: KMnO4, Na2Cr2O7 и трет-ВиОС! в МеОН [14]. Превращение сульфида в сульфон проходит через стадию сульфоксидов, поэтому сульфоксиды также могут служить исходными веществами для синтеза сульфоиов.
Алкилирование сульфиновых кислот
Этот метод известен уже более 80 лет [14], но лишь относительно недавно он нашел практическое применение, в основном для синтеза сульфонов путем алкилирования более стабильных и доступных ароматических сульфиновых кислот активными гало- генпроизводнымп. Ряд примеров подобных реакций алкилирования показан в табл. 11.8.2 и 11.8.3. Благодаря работам Венстра и Цванненбурга [15] удалось существенно повысить эффективность этой реакции. Эти авторы предложили извлекать с помощью СН2С12 сульфиновую кислоту в виде тетра-я-бутиламмониевои соли, после чего заменять растворитель на ТГФ и вводить алкил- галогенид. В монографии Сыотера [14] имеется исчерпывающий перечень сульфонов, полученных этим путем до 1942 г. Там же рассмотрены другие ранние синтезы сульфонов.
Нагревание аллиловых и бензиловых спиртов с сульфиновыми кислотами в ионизирующей среде также дает сульфоны. Так, реакция трифенилметанола (15) с C7H7SO2H в уксусной кислоте, содержащей следы H2SO4, дает (16). Эта реакция представляет
Таблица 11.8.2. Алкилирование п-толуолсульфината
1аолиц« тетраэтиламмония в СН2С12
Выход a, %
Алкилирующий агент
Продукт реакции
Mel СН2=СНСН2Вг PhC(O)CH2Br C1CH2CN
СН,Вг2 С1СН2С(О)СН2С1 ВгСН2МО2
ArSO2Me ArSO2CH2CH=CH2 ArSO2CH2C(O)Ph
ArSO2CH2CN
ArSO2CH2Br
ArSO2CH2C(O)CH2SO2Ar
MeNOs
93
80
81
85
89 *
75 6
а Условия реакции: примерно 2-4 ч при 20-40 «С. 0 Используют 2 экв сульфината.
Таблица 11.8.3. Алкилирование сульфиновых^
кислот в этаноле [/4]
Исходное вещество
Алкилирующий агент
Продукт реакции
PhSO2Na
PhSO2Na n-FCsH4SO2Na n-MeCsH4SO2Na
PhSO2Na
Mel
CH2Br2 n-O7\C6H4CH2Cl
CH2ClBr n-O2NCsH4Cl
PhSO2Me
PhSO2CH2Br
n-FC6H4 S O2CH2C6H4NO2-n
n-MeC6H4SO2CH2Br
PhSO2C6H4NO2-n
некоторый интерес, так как (16) нельзя получить окислением соответствующего сульфида; при подобных попытках наблюдается расщепление связи тритильный углерод—сера. Этот же метод Джулиа и Арнольд [16] использовали для превращения спирта (17) в сульфон (18)—ключевой полупродукт в синтезе витамина А.
(17)(17)АсОНАсОН(2)(2)
(17)
(17)
АсОН
АсОН
(2)
(2)
Из-за амбидентной природы сульфпнат-иона соли сульфиновых кислот при обработке алкилирующими реагентами могут давать как сульфоны, так и эфиры сульфиновых кислот. Как правило, сложные эфиры образуются лишь в случае наиболее реакционноспособных или «жестких» электрофилов, атака которых направляется па кислород; все остальные реагенты дают только сульфоны. Так, например, С1СН2ОСН3 п C7H7SO/ +NEt< в СН2С12
дают смесь S- и О-алкилированных продуктов в соотношении 4-1 1151; применение в реакции очень активных солей Мейервей на Et3O+ -BF4 дает в основном сложные эфиры.
Перегруппировка сульфинатов
О/Х>I II 2,3-сдвигRS : CHR ►О/Х>I II 2,3-сдвигRS : CHR ►Аллилсульфинаты (19) термически изомеризуются в аллил- сульфоны (уравнение 4). При этом наблюдаются как 1,2-сдвиги, приводящие к (20а), вероятно через дирадикальные интермедиаты, так и [2,3]-сигматропные перегруппировки, дающие (206).
О/Х>
I II 2,3-сдвиг
RS : CHR ►
О/Х>
I II 2,3-сдвиг
RS : CHR ►
О
II ^CHR 1,2-сдвиг
(20а)(20а)(19)(206)(19)(206)
(20а)
(20а)
(19)(206)
(19)(206)
Эти взаимопревращения первоначально были изучены Браверманом и Мечуланом [17] и Стирлингом [18] для пропаргилсульфи- натов, но более подробно исследованы и разработаны Бюхи и Фрайдингером [19], которые применили их для синтеза ряда ди- аллилсульфонов (23) (уравнение 5). Элиминирование SO2 из диаллилсульфонов по методике Мейера (СС14 и КОН) или по какому-либо ее варианту приводило к полиеновым системам. В частности, таким путем из витамина А был получен 0-каротин. Промежуточные сульфинаты (22) были получены путем обработки аллиловых спиртов реагентами-переносчиками серы, например SC12, N,N'-tho6hc(имидазолом) или Н,М'-тиобис (фталимидом), что приводило первоначально к сульфоксилатам (21), которые без выделения подвергались перегруппировке в (22) (уравнение 5). Оба эти превращения протекают как 1,2-сдвиги.
sl2RCH=CHCH2OH > (RCH=CHCH2O)2S —>
(21) о
||ccu
—> rch=chch2soch2ch=chr —> rch=chch2so2ch2ch=chr
(22)(23)—> RCH=CHCH=CHCH=CHR(22)(23)—> RCH=CHCH=CHCH=CHR(5)(5)R = алкил, алкенил, фурил-2; L — Cl, —NR = алкил, алкенил, фурил-2; L — Cl, —N
(22)(23)
—> RCH=CHCH=CHCH=CHR
(22)(23)
—> RCH=CHCH=CHCH=CHR
(5)
(5)
R = алкил, алкенил, фурил-2; L — Cl, —N
R = алкил, алкенил, фурил-2; L — Cl, —N
В отличие от этих реакций превращение 2-метплбутин-З ол в сульфон (24) [19, 20] осуществляется как две [2, 3]-chia
Диалогичным образом происходит образо-ыяиГД^^(25) (уравнение 6) [2Ц.
ванне су V Me!C_c_CH_SOi_CH=c=CMe, (24)
ОМе
(25)(25)(26) (64%)(26) (64%)(6)(6)
(25)
(25)
(26) (64%)
(26) (64%)
(6)
(6)
Реакции сульфонилхлоридовтипа реакции Фриделя Крафтса
Взаимодействие сульфонилхлоридов с ароматическими соединениями в условиях реакции Фриделя Крафтса является прекрасным методом получения диарпл- и алкиларилсульфонов (уравнение 7) [13, 14], если не учитывать обычных осложнений, связанных с распределением изомеров в этой реакции
А1С1зRSO2C1 + PhH * PhSO2R(7)
Р(выход, %): С6Н4СНз-п (80), С6Н4С1-п (75)
Выходы в этой реакции обычно превышают 70%. В присутствии кислот Льюиса алкены также реагируют с сульфонилхлори- дами, давая р-хлорсульфоны [13].
Свободнорадикальное присоединение сульфонилгалогенидов к алкенам и алкинам
Реакции этого типа, катализируемые светом или типичными химическими инициаторами радикальных реакций, первоначально были изучены в начале 50-х годов Карашем [22] и Скеллом [23]. При этом были получены Р-галогенсульфоны (27) (уравнение 8), что и следовало ожидать для цепного процесса, в котором переносчиком служил радикал RSO2*. Те же продукты могут быть получены в результате катализируемого CuCU присоединения сульфонилхлоридов к активированным алкенам, например к стиролам [24]. Было изучено присоединение сульфонилхлоридов и -иодидов к диенам-1,3 [25а], алленам [256] и ацетиленам [25в] (уравнения 9—11).
С1
hv или СиС 12|
RCH=CH2 +PhSO3Cl> RCHCH2SO2Ph(8)
CuCh 2С1►• PhSO2CuCh 2С1►• PhSO2(27)(27)
CuCh 2С1►• PhSO2
CuCh 2С1►• PhSO2
(27)
(27)
рнс=сн + c7h7so2iрнс=сн + c7h7so2iSO2C7H7HSO2C7H7H(10)(10)
рнс=сн + c7h7so2i
рнс=сн + c7h7so2i
SO2C7H7
H
SO2C7H7
H
(10)
(10)
(87%)
rch=c=ch2 + C7H7SO2I —>rch=c=ch2 + C7H7SO2I —>CH2I
rch=c=ch2 + C7H7SO2I —>
rch=c=ch2 + C7H7SO2I —>
01)01)RCH=C—SO2C7H7
01)
01)
(80%)
Присоединение сульфиновых кислотили а-сульфонилкарбанионовк поляризованным связям
Присоединение сульфиновых кислот к поляризованным двойным связям является отличным методом получения соединений типа (31) [26]; эта реакция обратима.
основание
RSO2H +СН2=СН—ЭАГ А — ^ RSO2CH2CH2—ЭАГ
(31)
ЭАГ = CHO, СОМе, CONH2, CO2Et, CN, NO2
Кондо и Тунемото [27а, б] использовали аддукты альдегидов и кетонов как эквиваленты р-ацилвинилкарбанионов (32) (уравнение 12). Подобный подход был успешно использован в ситезе (£)-нуцифераля (33) из метакролеина [27а].
О(/
II\ /1. H-BuLi
PhSO2CH2CH2CR —> PhSO2CH2CH2CR
2. R'X
R1 (/ ^OО
I \ /!• H+II
—► PhSO2CH—CH2CR > R^CH^CHCR
2. "OH
ОMeMe
CH=CHCRC7H7CHCH2CH2CH—C—CHO
аиети-аиети-(32)(33)
аиети-
аиети-
Легко проходит присоединение сульфинатов натрия к с~ ленам, содержащим электропоакцепторпые заместители ' ^пер. присоединение), к алленам и хинонам. В последнем СЛУЧ‘* етСя воначалыю образующийся продукт присоединения изомер у В 2-сульфоиилгидрохипон [26].с сульфи-
Альдегиды (по, как правило, нс кетоны) реагируют идрОк- новымн кислотами с образованном довольно стабильных стВИи сисульфопов (34). Если проводить эту конденсацию в пр ^ и аминов или карбаматов, то образуются р-аминосульфо
М-(сульфонилметил) уретаны (36). Соединения (36) можно использовать при получении а-диазосульфонов [28].
ОНNHAr
|I
RSO2CHR‘RSO.CHR'RSO2CH2NHCO2Et
(34)(35)(36)
Может быть также осуществлено присоединение а-сульфонил- карбанионов к электрофильным алкенам. Ниже даны два примера использования этой реакции — присоединение к диэтилизопро- пилиденмалонату (37), дающее диэфир (38), превращающийся далее в хризантемовую кислоту (39) (уравнение 13) [29] и синтез прескваленового спирта (40) (уравнение 14) [30],
И .8.2.7. Реакции циклоприсоединения SO2к полиенам
Реакция 1,3-диенов с SO2, дающая сульфолены, была открыта Де Брюином в 1914 г. В 1967 г. был опубликован прекрасный обзор, в котором рассмотрено как образование сульфонов, так и их разложение [31].
Интерес к этим реакциям резко возрос после того, как Вудвард и Гофман классифицировали их как л43 + ч23-хелетропные превращения. В соответствии с закономерностями, характерными
циклоприсоединенияциклоприсоединения(44Н(44Н
циклоприсоединения
циклоприсоединения
(44Н
(44Н
для согласованных процессов, эти превращения проходят стью стереоспецифично и супраповерхностным образом п ПОлно* шению к углеводородному фрагменту, что было показа °ТН0' примере образования и диссоциации сульфоленов (41а) /а На [32]. Обычным результатом взаимодействия SO2 с 1 З-д” системой является образование пятичленных циклических6”0806 фонов. Получение 1,2-оксатиин-2-оксидов (42) и их стерео СУЛЬ’ фическое превращение в алкены (уравнение 17) [33а] застяя””' поставить вопрос о том, не могут ли подобные соединения в бп гоприятных условиях образовываться в результате реакции SO с диеном. Действительно, было описано образование оксатиин 2 оксида (44а) из напряженного диена (43). Если та же реакция проводилась при температурах выше 20 °C, то наблюдалось on разование сульфона (446) [336]. На этом основании можно считать, что образование пятичленных циклических сульфонов или циклических сульфиновых эфиров соответствует термодинамическому или кинетическому контролю хода SO2 к 1,3-диенам.
2,5-Дигидротиофен-1,1 -диоксиды могут быть получены °^и^0, нием соответствующих тиофенов [34]. Циклические систем
типа могут быть получены также реакцией а-меркапто 32В
дов или -кетонов с винилфосфониевыми солями (уравне ние 19) [34].
Циклооктатетраен при растворении в смеси SO2 и SbF6 дает бициклический сульфолен (45) (выход 95%), метилирование которого через дианион и последующее фотохимическое элиминирование SO2 приводят к 1,4-диметилциклооктатетраену (уравнение 20) [35].
Описываемые реакции представляют не только теоретический интерес. Их применяли для разделения 1,3-диенов на индивидуальные стереоизомеры и для получения диенов, используемых далее в синтезе. Так (£)-пентадиен-1,3 и феромон красной хлопковой совки (46) [36] были очищены от примесей (Z)-изомеров реакцией с SO2 при температурах ниже 0°С. В этих условиях (Z)-изомеры не превращаются в сульфолены, что позволяет отделять от них (Е) -аддукты, термолиз которых дает чистые (Е)-диены (уравнение 21). Химическая модификация сульфоленов с последующим элиминированием SO2 использована для получения бромизопрена (47) [31] и 2-фенилтиобутадиена-1,3 (48) (уравнения 22, 23) [37]. Сам сульфолен легко разлагается при температурах выше 125 °C и поэтому может применяться для лабораторного получения бутадиена.
CHR 4-SO2 о °с‘ д
^\^~^)-алКен ' \/~R ~* ^\^\R(2D
SO2
(46) R = (CH2)8OAc
2. Д2. Д1. N-Вромсукцинимид1. N-ВромсукцинимидCH2BrCH2Br(22)(22)SO2SO2PhSClR3N. 110 °C *PhSClR3N. 110 °C *(47)(47)(23)(23)
2. Д
2. Д
1. N-Вромсукцинимид
1. N-Вромсукцинимид
CH2Br
CH2Br
(22)
(22)
SO2
SO2
PhSCl
R3N. 110 °C *
PhSCl
R3N. 110 °C *
(47)
(47)
(23)
(23)
1,3,5-Триены образуют с SO2 2,6-дигидротиепин-1,1 -диоксиду Это циклоприсоединение также является обратимым и, по-види- мому, согласованным. Стереохимическое исследование разложения аддуктов, содержащих соответствующие метки, показало, что эта хелетропная реакция протекает как антараповерхностный процесс по отношению к триену [32]. Образование и реакции эписульфонов рассмотрены при описании реакции Рамберга - Беклунда (см. разд. 11.8.3.5.)
Синтез сульфонов из сульфенов
(49)(49)Тиетан-1,1 -диоксиды (49) могут быть легче всего приготовлены взаимодействием сульфенов, генерируемых in situ из алкан- сульфонилхлоридов и триэтиламина, с енаминами (уравнение 24) и другими нуклеофильными алкенами, например ацеталями кетенов. Химия сульфенов, включая их реакции циклоприсоединения, рассмотрена в обзорах [38, 39].
(49)
(49)
RCH2SO2C1 + NEt3 —► [RCH=SO2]
Синтез сульфонов из других сульфонов
Различные замещенные сульфоны могут быть получены из более простых сульфонов через стадию образования а-сульфонил- карбанионов, которые могут вступать в реакции алкилирования, гидроксиалкилирования, карбонизации, ацилирования, галогенирования и т. д. Более подробно реакции этого типа рассмотрены при обсуждении а-сульфонилкарбанионов (см. разд. И^’ а также функционально замещенных сульфонов (см. разд. 11.9.1).
11.8.3. РЕАКЦИИ СУЛЬФОНОВ
Восстановление до сульфидов
Сульфоны инертны по отношению к большинству восстанови телей. Первые исследования в этом направлении показали, ч под действием LiAlH4 четырех- и пятичленные сульфоны лег превращаются в соответствующие сульфиды [1, 40], однако ше членные циклические сульфоны и ациклические аналоги ПН^Р Q^ в этих условиях и восстанавливаются в очень незначите._ степени (табл. 11.8.4). В случае сульфонов последних ti инертность обусловлена предпочтительным образованием а фонилкарбанионов. Интересно отметить, что предварительн лученные а-литиевые производные пятичленных сульфоно
Табли,
Сульфон
4а 11.8.4. Восстань
Реагент
зление сульф
Продолжи- тельность реакции, ч
энов в су.
Температура реакции.
гьфиды
Выход сульфида, %
Литература
LiAlH4
0,5
LiAlH4
(«зо-Ви)2А1Н
LiAlH4
3561[11031[40а]2573[2]3592UI3589[406]3561[11031[40а]2573[2]3592UI3589[406]1720,5241720,524PrSO2PrPhCH2SO2MePhSO2PhPrSO2PrPhCH2SO2MePhSO2PhLiAlH44L1A1H412(u3O-Bu)2A1H72(u30-Bu)2A1H18(h30-Bu)2A1H48LiAlH44L1A1H412(u3O-Bu)2A1H72(u30-Bu)2A1H18(h30-Bu)2A1H48924111]35Следы11110772110361[2]10357[2]924111]35Следы11110772110361[2]10357[2]LiAlH4
35
61
[11
0
31
[40а]
25
73
[2]
35
92
UI
35
89
[406]
35
61
[11
0
31
[40а]
25
73
[2]
35
92
UI
35
89
[406]
1
72
0,5
24
1
72
0,5
24
PrSO2Pr
PhCH2SO2Me
PhSO2Ph
PrSO2Pr
PhCH2SO2Me
PhSO2Ph
LiAlH44
L1A1H412
(u3O-Bu)2A1H72
(u30-Bu)2A1H18
(h30-Bu)2A1H48
LiAlH44
L1A1H412
(u3O-Bu)2A1H72
(u30-Bu)2A1H18
(h30-Bu)2A1H48
92
411
1]
35
Следы
11
110
77
21
103
61
[2]
103
57
[2]
92
411
1]
35
Следы
11
110
77
21
103
61
[2]
103
57
[2]
быть превращены в циклобутены с приемлемыми выходами (уравнения 25, 26) [41]. Подобное восстановительное элиминирование особенно легко протекает для 2,5-дизамещенных тиоланов.
Более общим методом является, по-видимому, восстановление сульфонов диизобутилалюмогидридом в эфире или ТГФ; сульфиды при этом образуются с неплохими выходами (см, табл, 11.8.4)
Восстановительное элиминированиесульфонильной группы
Эта реакция представляет значительный синтетический инт рес. В зависимости от структуры субстрата для ее эффективного осуществления могут применяться различные реагенты.
Никель Ренея, являющийся отличным реагентом для гидрогенолиза большинства сульфидов и сульфоксидов, легко восста". навливает лишь бензилсульфоны и некоторые третичные сульфоны Интересно отметить, что стереохимия подобного восстановления сульфонов может быть различной [46]. Так, например, восстановление сульфона (50) в этаноле протекает в основном с сохранением конфигурации, а в ацетоне — с обращением конфигурации. Напротив, восстановление бензилсульфона (51) в любом растворителе протекает с сохранением конфигурации. Пока не имеется удовлетворительного объяснения этих наблюдений.
MeIPh—С—CONH2ISO2Ph(SO)MeIPh—С—CONH2ISO2Ph(SO)HPh—C—CONH2SO2CH2Ph(51)HPh—C—CONH2SO2CH2Ph(51)
Me
I
Ph—С—CONH2
I
SO2Ph
(SO)
Me
I
Ph—С—CONH2
I
SO2Ph
(SO)
H
Ph—C—CONH2
SO2CH2Ph
(51)
H
Ph—C—CONH2
SO2CH2Ph
(51)
нашел широкого применения.нашел широкого применения.
нашел широкого применения.
нашел широкого применения.
Р-Оксосульфоны гладко восстанавливаются до кетонов амальгамой алюминия [42] или 6%-ной амальгамой натрия в присутствии Na2HPO4 в качестве буфера [6]. В отсутствие буфера амальгама натрия, по-видимому, достаточно эффективна для восстановления бензил-, аллил-, гомоаллил- и винилсульфонов
при пониженной или комнатной температурах [5] (необходим большой избыток реагента); неактивированные третичные суль
фоны при обработке этим реагентом в кипящем этаноле подвергаются гидрогенолизу [43]. Обычно используемой восстанавливающей системой является также литий в этиламине при —78 С, именно таким путем было проведено превращение (52)—*(53) [44]. Электрохимическое восстановление сульфонов также возможно [45], но этот метод еще не
Фотохимическое восстановление сульфонов можно Р 2g) если растворитель является донором водорода (уравн доле 146]. Однако фотолиз сульфонов обычно проводят в
(уравнение 29); промежуточно образующийся гается арилированию или димеризации [47].(уравнение 29); промежуточно образующийся гается арилированию или димеризации [47].радикалрадикалподвер-подвер-Av, МеОНPhCH2SO1CH8COCH3*" СН3СОСН3(59%)Av, МеОНPhCH2SO1CH8COCH3*" СН3СОСН3(59%)(28)(28)
(уравнение 29); промежуточно образующийся гается арилированию или димеризации [47].
(уравнение 29); промежуточно образующийся гается арилированию или димеризации [47].
радикал
радикал
подвер-
подвер-
Av, МеОН
PhCH2SO1CH8COCH3*" СН3СОСН3(59%)
Av, МеОН
PhCH2SO1CH8COCH3*" СН3СОСН3(59%)
(28)
(28)
Элиминирование сульфиновых кислот
Сульфинат-поны относятся к числу легко уходящих групп [26, 48]. Вследствие этого, а также благодаря их сильному индуктивному эффекту, сульфоны в щелочных условиях подвергаются реакциям 1,2-элиминирования. В зависимости от природы группы R в (54) механизм элиминирования может изменяться от £1сВ до £2 [48]. Для p-элиминпрования в зависимости от природы R используют основания различной силы. Так, р-пиридил- этил-, р-оксо- и p-нитроэтилсульфоны разлагаются разбавленной водной щелочью, а для элиминирования сульфиновой кислоты из р-днеульфонов достаточно сильным основанием является уже цианид-ион. Более ранние работы по этому превращению рассмотрены в обзоре [26]. А3-Сульфолены (бутадиенсульфоны) подвергаются фрагментации цикла с образованием бутадиенсульфиновой кислоты при обработке реактивами Гриньяра [26]i или амидом калия [50].'
ВСНСНг^О^1 ^ ВСН=СН2 + Н^О" (зо)
10 II
Реакцию Р-элиминирования эффективно использовалиРеакцию Р-элиминирования эффективно использовали(54)
Реакцию Р-элиминирования эффективно использовали
Реакцию Р-элиминирования эффективно использовали
. . при синтезе сложных молекул, особенно полиенов. Так, например, кислота витамина А (57) была получена с общим выходом более 70% при алкилировании аниона соединения (18) аллилгало- генидом (55) с последующей обработкой образовавшегося продукта (56) метанольным раствором КОН (уравнение 31) [16]. Конденсация О,С-диаииона (59) с бромидом (58), полученным при обработке винил-р-ионола (17) НВг, дает промежуточный сульфон (60), из которого элиминированием С7Н75Ог получают [в расч^на^^^ вптамина А составляет 67% L расчете на (17)] [51а]. Практически такой же подход исполь-
зован в синтезе витамина А путем сочетания фрагментов С13
(ео)
Группы Кондо [27а] и Жулиа [276] использовали легкость элиминирования сульфиновых кислот из р-оксосульфонов в кач- стве ключевой стадии в эффективных синтезах аф-ненасыщен соединений [см., например, уравнение 12, формулы (32)> ( И'
Известен ряд примеров 1,3-элиминирования сУльФониЛр группы. Одним из блестящих примеров этой реакции явля синтез хризантемовой кислоты по Жулиа [29] (см. УРавнеНИ^оМу Трифторметилсульфонильная группа является, еще более легко замещаемой группой, чем фенилсу. нильная, как следует из образования 1-ацетил-2-фенилцикл пана из (62) при действии этоксида натрия в этаноле [ . 65%)[52] (уравнение 33). Преимущество использования тр V
ооОСМе (33)ОСМе (33)метилсульфонов типа (61) в синтезе заключается в том, ч ^ет па CF3SO2 облегчает образование карбаниона и легко> быть удалена. В настоящее время эту возможность нач роко изучать.
о
о
О
СМе (33)
О
СМе (33)
SO2CF3
FhCH2SO,CF, ^^ р„.FhCH2SO,CF, ^^ р„.[EtONa
FhCH2SO,CF, ^^ р„.
FhCH2SO,CF, ^^ р„.
О
(62) (70%)
Исследования в области а-сульфонилкарбанионов могут быть условно разделены на два периода - до и после 1967 г. В первый период преобладало экспериментальное изучение стереохи- мического поведения этих карбанионов, в основном проводившееся группами Крама и Корп. Основные результаты этих работ суммированы в монографии Крама [53); в настоящем разделе рассмотрены лишь некоторые основные выводы из этих исследований После 1967 г. основное внимание стало уделяться синтетическому использованию этих карбанионов, хотя продолжались также и стереохимические исследования.
Предметом первоначального исследования явилась способность оптически активных сульфонов типа (63) претерпевать НD-обмен с сохранением конфигурации. Отношение скоростей И—D-обмена (&о) и рацемизации (Ла) достигало 2000, если обмен проводился в трет-BuOD, содержащем трет-BuOK. В растворителях с более высокой диэлектрической проницаемостью, например в ДМСО, ко!ка« Ю. Подобные различия интерпретировали исходя из времени жизни карбаниона. Поскольку можно ожидать, что это время будет большим в ДМСО, чем в трет- BuOD, то и возможности для рацемизации карбаниона (66) в ДМСО будут большими. Было установлено, что генерирование карбаниона (66) декарбоксилированием (64) или путем ретро- альдольной реакции (65) и последующая реакция протонирования протекают с общим сохранением конфигурации (уравнение 34). Аналогичным образом, генерирование и реакции карбаниона (67), образующегося при восстановлении а-бромсульфона (68) с помощью Na2SO3 в метаноле или Ph3P в смеси метанола
и бензола [54а] происходят на 90% с сохранением конфигурации. Как ни странно, генерирование и перехват карбаниона (66) по аналогичной реакции проходят с обращением конфигурации [546].
MePhSO2C—Н I(63) С6Н13Me Phso,c—со; (64) С6Н13Me О" PhSO2C—<^Ме2 (65)С6Н13MePhSO2C—Н I(63) С6Н13Me Phso,c—со; (64) С6Н13Me О" PhSO2C—<^Ме2 (65)С6Н13Me—► PhSO2C" i6H13 (ев)Me—► PhSO2C" i6H13 (ев)-Ме2СО-Ме2СОMeMePhSO^—D ^eHiaPhSO^—D ^eHia(34)(34)
Me
PhSO2C—Н I
(63) С6Н13
Me Phso,c—со; (64) С6Н13
Me О" PhSO2C—<^Ме2 (65)С6Н13
Me
PhSO2C—Н I
(63) С6Н13
Me Phso,c—со; (64) С6Н13
Me О" PhSO2C—<^Ме2 (65)С6Н13
Me
—► PhSO2C" i6H13 (ев)
Me
—► PhSO2C" i6H13 (ев)
-Ме2СО
-Ме2СО
Me
Me
PhSO^—D ^eHia
PhSO^—D ^eHia
(34)
(34)
(67)(67)И ркрМ иМе/С'И ркрМ иМе/С'ВГо(68)ВГо(68)SO3 М- МеОН/SO3 М- МеОН/НР^ т\Ме(69)НР^ т\Ме(69)
(67)
(67)
И рк
рМ иМе
/С'
И рк
рМ иМе
/С'
ВГ
о
(68)
ВГ
о
(68)
SO3 М- МеОН/
SO3 М- МеОН/
Н
Р^ т\Ме
(69)
Н
Р^ т\Ме
(69)
Описанные стереохимические результаты могут быть одинаково хорошо объяснены образованием либо плоского 5р2-гибридизо- ванного карбаниона с достаточно большим барьером вращения (70а-> 706-*- 70в), либо пирамидального s/Агибридизованного интермедиата, эпимеризация в котором затруднена из-за высокого барьера инверсии (71а—716). Имевшиеся к 1968 г. данные делали предпочтительным интерпретацию, предполагающую плоское строение карбаниона, хотя однозначных данных для выбора между альтернативами не имелось.
(708)(708)(706)(706)Р (71а)Р (71а)Р (716)Р (716)
(708)
(708)
(706)
(706)
Р (71а)
Р (71а)
Р (716)
Р (716)
Так, например, скорость Н—D-обмена фоне в 104 раз выше скорости обмена в не (63), по-видимому, в основном за счет вания карбаниона ароматическим кольцом,Так, например, скорость Н—D-обмена фоне в 104 раз выше скорости обмена в не (63), по-видимому, в основном за счет вания карбаниона ароматическим кольцом,
Так, например, скорость Н—D-обмена фоне в 104 раз выше скорости обмена в не (63), по-видимому, в основном за счет вания карбаниона ароматическим кольцом,
Так, например, скорость Н—D-обмена фоне в 104 раз выше скорости обмена в не (63), по-видимому, в основном за счет вания карбаниона ароматическим кольцом,
в 1-фенэтил фенилсуль (октил-2) фенплсульфо- орбитального перР
что дает возмО^ости предположить значительно большую степень плаДд? Тем (8р2-характера) для PhC-(Me)SO2Ph по сравнению с (ьоъ об не менее барьер рацемизации, если его оценивать по да отношении 60Дв, выше для PhC-(Me) SO2Ph, чем для (ьо^
В 1969 г Вольфе Раук и Чизмадиа [55] опубликовали данные расчетов ab initio для CH2SO2H, показавшие некоторую предпочтительность ^’-гибридизации для карбаниона с наиболее лабильно» конформацией (71а) Согласно этим расчетам, энео- Г„Я плоской зр2-структуры (70а) также минимальна, но выше энергии (71а).
Недавние экспериментальные данные явились некоторым подтверждением выводов из этих расчетов. Было найдено, что в сульфоне (72а) обмен атома водорода Нл, отрыв которого приводит к карбаниону, почти эквивалентному (71а), протекает гораздо быстрее, чем обмен диастереотопного атома Нв, который приводит к карбаниону, эквивалентному (71в) [56а]. Анионы, получаемые из шестичленных циклических сульфонов (726), при реакции с электрофильными агентами дают экваториально замешенные продукты, соответствующие атаке электрофила в плоскости, биссектральной по отношению к фрагменту OSO, даже в тех случаях, когда образуется термодинамически менее стабильный продукт [566].
Me (72a)Me (72a)RRE=H,DE=H,D(72b)R=H,PK;(72b)R=H,PK;SO2 ESO2 E
Me (72a)
Me (72a)
R
R
E=H,D
E=H,D
(72b)
R=H,PK;
(72b)
R=H,PK;
SO2 E
SO2 E
Однако данные спектроскопии ЯМР ,3С для простейших а-сульфонилкарбанионов — производных бензилметил- и трет-бу- тилметилсульфонов более согласуются с зр3-геометрией этих частиц [57]. (О строении а-сульфинплкарбанионов см. разд. 11.6.3.7.)
Но каковы бы ни были окончательные выводы относительно природы а-сульфонилкарбанионов, их значение как синтетических интермедиатов не подвергается сомнению. Многие из очень важных превращений, которые уже были рассмотрены ранее или будут представлены ниже, основаны на легкости и однозначности реакции генерирования этих частиц и эффективности их реакций с образованием С—С-связей. Необходимой предпосылкой для широкого использования этих карбанионов в синтезе явилась разработка эффективных методов удаления сульфонильной группы после завершения процесса создания требуемого углеродного скелета (см. разд. 11.8.3.1 — 11.8.3.3).
Продукты алкилирования а-сульфонилкарбанионовполучаются неизменно с отличными выходами, если для алкилирования
используют аллил- или бензилгалогениды или первичные галоген производные. Однако по данным автора настоящей главы, алки* лирование аннона метплфеннлсульфона о-хлорбензилбромидом' сопряжено со значительными трудностями. В самых разных условиях эта реакция приводит к образованию смеси, содержащей исходный сульфон II продукты моно- п дпалкилировация. В случае 4 вторичных алкплбромидов пли -йодидов лучшие результаты дает
введение ГМФТА в реакционную среду при алкилировании [2761 Р-Оксосульфоны [58] и а-галогепсульфоны [59], которые являются значительно более сильными кислотами, чем простые алкил- сульфоны, способны давать с хорошими выходами продукты моиоалкилпровання в условиях межфазного катализа. Так, например, бром метпл-л-тол пл сульфон алкилируется бепзплхлоридом или этплбромидом с выходами 84 и 68% соответственно. Алкилирование этого же сульфона 1,2-дпбромэтапом в условиях межфазного катализа дает 1 -бром-1 -толилсульфонплцпклопропан с выходом 73%.
Изучено также внутримолекулярное алкилирование, приводящее к образованию сульфопилзамсщеипых циклических соединений. Так, из З-галогепалкплсульфопов с выходами более 90% получены циклолропплсульфоны (73а) [48, 60]. Пяти- и шестичленные производные (736) могут быть также получены при использовании KNH2 в МН3 [61], но не под действием ЕЮ- в ЕЮН, поскольку последняя система вызывает преимущественно элиминирование и межмолекулярное замещение. Особым случаем внутримолекулярного алкилирования является реакция Рамбер- га — Беклунда (см. разд. 11.8.3.5).
СН, основание/
PhSO2CH2(CH2),tCH2X > PhSO2—НС—(СН2)П(36)
(73а) п = 1
(736) л = 3, 4
температуре_действии 2 экв BuLiтемпературе_действии 2 экв BuLiлучше проводить при низкой типа (74), генерируемые прилучше проводить при низкой типа (74), генерируемые приНапротив, непосред*Напротив, непосред*Гндрокспалкплпрование а-сульфопнлкарбаинонов в виде солей щелочных металлов или реактивов Гриньяра обычно протекает достаточно эффективно (уравнения 37, 38 [62], 39, 40 [63]). В некоторых случаях промежуточно образующиеся алкокспсульфоны могут распадаться па пехотные компоненты и поэтому реакции . 1,3-Дплптневые соли ’‘ дают при
температуре_
действии 2 экв BuLi
температуре_
действии 2 экв BuLi
лучше проводить при низкой типа (74), генерируемые при
лучше проводить при низкой типа (74), генерируемые при
Напротив, непосред*
Напротив, непосред*
реакции с кетонами ожидаемые бисат ту к гы (7о) [О—1. 1,1-ДИЛптпйпронзвод11ое (76) образует е альдегидами ственно фенилсульфонилалкены (77) [63].
80,-80,-(37)(37)ОН
80,-
80,-
(37)
(37)
=О — >
SO2
он
/"'\- 2Li+ + 2Ph2C=O —> Ph2
so2
(74)
SO2
(76) OH
OH
Ph2
(38)
Ph
О
PhSO2CH2Li + СН3
—► PhSO2
СНз (95%) Ph
(39)
PhSO2CLi2 + ArCHO —► PhSO2C=CHAr
(40)
(76)
(77)
Известно лишь несколько примеров ацилирования сульфонил- карбанионов (уравнения 41 [64], 42 [65], 43 [62]). Как и в случае сульфонилкарбанионов, для ацилирования необходимо 2 экв аниона, поскольку образующийся а-оксосульфон является очень сильной кислотой и немедленно реагирует с исходным сульфонилкарбапионом. Интересный способ решения этой проблемы был найден Кондо и Тунемото, которые получали продукты ацилирования (786) с выходами 85—98% из дианиона (78а) и сложных эфиров (уравнение 41) [64]. Удаление фенилсульфонильной группы из (786) под действием Al/Hg с последующим гидролизом ацеталыюй группы дало 1,4-дикетоны. Реакция эфиров фталевой кислоты с диметилсульфонильным карбанионом в зависимости от соотношения реагентов может приводить к дисульфону (79) или моносульфону (80) (уравнение 42) [65].
L1
PhSO2—С— СН2С
О
R‘CO2Me
H +
O=CR‘ О
PhSO2CHCH2CR
(41)
R О (78а)
CO2R
MeSO2CH2
co2r
SO2Me +
SO2Me
ОН (80)
(786)
О
(42)
SO;
CH2SO2Me (79)
PhCO2Et/ \
H +\ у
о
CPh
(42%)
(43)
so2
онов ппи™НИр0Вание сУльФ°чов через стадиюисано в следующем разделе,
получения
карбани-
Реакция Рамберга—Беклунда
Данная реакция, схематически показанная ниже (уравнение 44), безусловно является самой известной и наиболее широко изученной реакцией с участием сульфонильной группы. Эта перегруппировка происходит при обработке основанием а-галоген- сульфона (81), содержащего в «'-положении атом водорода, приводит к алкену (83) со строго определенным положением двойной связи. Имеется довольно много данных, четко указывающих на то, что интермедиатами в этой перегруппировке являются ти- иран-1,1-диоксиды (82), называемые также эписульфонами. Эти соединения не удается получить в условиях реакции Рамберга — Беклунда, но они могут быть получены другим путем. В условиях реакции Рамберга — Беклунда из них образуются алкены ожидаемого строения. Имеется ряд хороших обзорных статей по рассматриваемому вопросу [66].
Н\ । । основание к _ | /X медЛенНСz so2 х
\/ быстро \/
+ SO2(44)
SO2
(83)
Следующие основные особенности реакции были обнаружены группами Бордуэлла [66а, б] и Пакетта [66в]. Генерирование аниона как по а-, так и по «'-положению протекает обратимо и существенно быстрее, чем образование эписульфона, что следует из данных по включению дейтерия в непрореагировавшии исходный сульфон, если проводить реакцию в D2O, а также по образованию дейтерированных алкенов (84) в аналогичных условиях (уравнение 45) [67]. Сами эппсульфоны также могут^подвергаться Н—D-обмену до фрагментации, но степень подооного обмена недостаточна и не может быть причиной полного включения дейтерия [68]. Так, например, 2-фенилтииран-1,Гдиокси (85) при разложении в системе MeOD—МеО~ Na+ дает всег лишь 5 % [2Н1]стирола (уравнение 46). Обмен Н—D в эписЛд1 фонах происходит в основном с сохранением конфигурации [ г Кроме того, было найдено, что «-анион, генерируемый из га генсульфона с помощью бутиллития при низкой может быть перехвачен альдегидами или кетонами с оора нием (86) [69]. Предположение о том, что образованиеа_ является лимитирующей стадией, было выдвинуто на том о ^ нии, что бромиды (81; X = Вг) реагируют гораздо бь1СТР^ ’ я в соответствующие хлориды [70], а эписульфоны превращ 340
алкены гораздо быстрее, чем галогенсульфопы.
MeMe
|NaODI
ClCH2SO2CH2CHEt D20^ CD2=CDCHEt(45)
(84) (82%)
SO2
/ \ NaOMe
Ph-HCCH2 M > PhCH=CH2 +PH,]стирол(46)
MeOD
(85)(5%)
H(X
н-BuLi\
MeSO2CH2Cl ——-> MeSO2CHH(47)
Циклогексанон।*
Cl
(86)
Стерический ход изучаемой перегруппировки был элегантно выяснен Бордуэллом с сотр. [71]. Бромсульфон (87), структура которого была установлена рентгеноструктурным анализом, дает при реакции с МеО-—МеОН смесь стильбенов (88) и (89) в соотношении 95:5; напротив, эритро-изомер сульфона (87) дает смесь (88) и (89) в соотношении 5 : 95. Из этого следует, что в ходе образования этих алкенов должна была произойти инверсия конфигурации как по атому углерода, дающему карбанион, так и по атому углерода, несущему уходящую группу. В случае превращения мостикового сульфона (90) в алкен (91) [72] подобная инверсия обязательна.
Реакция Рамберга — Беклунда является одним из первых методов синтеза алкенов с однозначно определенным положением Двойной связи. Хотя она до сих пор сохранила свою ценность,
однако в целом ееоднако в целом еев связи с разработкой много- методов стерео- и региоселективного примеры синтезов алкенов по реакции ^'-Ы в табл. 11.8.5.в связи с разработкой много- методов стерео- и региоселективного примеры синтезов алкенов по реакции ^'-Ы в табл. 11.8.5.
однако в целом ее
однако в целом ее
в связи с разработкой много- методов стерео- и региоселективного примеры синтезов алкенов по реакции ^'-Ы в табл. 11.8.5.
в связи с разработкой много- методов стерео- и региоселективного примеры синтезов алкенов по реакции ^'-Ы в табл. 11.8.5.
численных альтернативных синтеза алкенов. Избранные „ РЭ ЛлТ~ БеклУнда приведены
пе а-сульфонилкарбанион3 обр^бат^^ К СУЛЬФОНПЛЬНОЙ ГРУП" положительно запя^Х. обрабатывают реагентом — источником BrCN, CCI3SO9C] I го гал°гена; наиболее часто используют чены такжеалогенсУльфоны могут быть полу
модификация пеягт. Доотупных а-галогенсульфидов. Полезная сом п сото 1731 А РамбеРга - Беклунда разработана Мейер- в СС14 Пои этом 13 закл10Чается в обработке сульфонов КОН сульфонов, но, К сожя7^Л" Н“?*^ выделения а-хлор- Реакции полйгалогеХХш,. РЯДе Случаев протекают побочные получаемого алкена Ривания> а также циклопропанирования намп^ обпазиюто^6 а,а "дибромсульфона (92) третичными ами- также получеш п тииРен-1,1 -диоксиды (93); они могут быть фенплфосДпнлм /заимодеиствпем тетрабромсульфонов (94) с три- нее,50> Иб]. Эти гетероциклы cradnL-
ующпе ышраны, однако возможно отщепление 342
SO2 с образованием алкинов. При обработке этих соединений основаниями они превращаются в ненасыщенные сульфоновые кислоты. Бис(а-бромфенацил) сульфон (95) образует не стабильный эписульфон, как это считалось на протяжении ряда лет, а 1,3-оксатиолеи-3,3-диоксид (96) (уравнение 51) [76].
Br BrSO2
I 1 NRs / \ PPh3 RCHSO2CHR » RC^=CR < ■ - RCBr2SO2CBr2R (50
(96)(96)(51)(51)(92)(93)
(96)
(96)
(51)
(51)
О BrBr О
IIIIII , NEt3
PhC—CHSO2CH—CPh►
(95)
Термическое и фотохимическоеэлиминирование SO2
Среди реакций этого типа лучше всего изучены реакции распада тииран-, 2,5-дигидротиофен- и 2,7-дигидротиепин-1,1-ди- оксидов (уравнения 52—54). (Синтез и разложение соединений последних двух типов были обсуждены в разд. 11.8.2.7; имеется отличная сводка данных по этому вопросу в работе [32].) Скорости распада незамещенных соединений, содержащих трех-, пяти- и семичленные циклы, при 125 °C относятся как 15,0: 1 : 1,2.
(53)(53)
(53)
(53)
Тиираи-1,1-диоксиды являются интермедиатами в реакции Рамберга — Беклунда. Их разложение в алкены проходит стереоспецифично как ^ис-элиминирование. Согласно терминологии Вудварда — Гофмана, эта реакция может быть описана как разрешенный нелинейный хелетропный процесс отщепления SOj. Очевидно, что разрыв обеих связей углерод—сера не является согласованным, так как скорость разложения тирана (85) значительно увеличивается при увеличении полярности растворителя
[68J. Тетрафенилтииран-1,1-диоксид был впервые синтезирован Штаудингером реакцией SO2 с дифенилдиазометаном (уравне ние 55). Последующие исследования показали, что этот метод носит общий характер и что интермедиатами в этой реакции являются сульфены. Доказательством этого предположения явилось получение несимметрично замещенных тииран-1,1 -диоксидов при реакции RCHN2 с RCH2SO2CI и триэтиламином (уравнение 56) [74]. Известно, что при взаимодействии двух последних реагентов образуются сульфены. Опубликованы обзоры, посвященные реакциям образования эписульфонов и общим реакциям сульфенов [38]. Интересным примером реакции диазоалкана с SO2 является образование 4,5-дигидротиепин-1,1-диоксида (97) (уравнение 57) [77].
Ph2CN2+SO2 —> Ph2CCPh2
SO2(55)SO2(55)BrBrINEt3 IBrBrINEt3 I
SO2(55)
SO2(55)
BrBr
INEt3 I
BrBr
INEt3 I
Элиминирование SO2 из сульфонов, не способных образовывать л-электронную систему, протекает при более высокой температуре по сравнению с хелетропными реакциями, обсужденными выше. Подобные процессы термолиза протекают при температурах выше 400 °C и включают первоначальный разрыв связи углерод — сера с образованием двух радикальных центров — при углероде (98) и сере (99). Сульфонил-радикал быстро отщепляет SO2, а два углеродных радикала рекомбинируют с образованием С—С-связи (уравнение 58) [78]. Естественно, что подооные Р цип эффективнее всего осуществляются для циклически. ~ фонов, в которых эти радикальные центры находятся в нР„ ственной близости друг к другу; наличие групп, ста. 0КдзЫвает радикалы, например фенильной пли винильной, npqvnhTaTOM благоприятное влияние на ход реакции. Конечнь р у. этих реакций является сужение цикла.
г?., с—so2— cr2г?., с—so2— cr2400-500“С400-500“СУ R2C-*SO2CR2(98)(99)У R2C-*SO2CR2(98)(99)-so2-so2—у r2c—cr2—у r2c—cr2
г?., с—so2— cr2
г?., с—so2— cr2
400-500“С
400-500“С
У R2C-*SO2CR2
(98)(99)
У R2C-*SO2CR2
(98)(99)
-so2
-so2
—у r2c—cr2
—у r2c—cr2
(100)(100)(59)(59)Основной областью применения термолиза циклических бензил- пьфонов является синтез напряженных циклофанов [79]. Так, например, нагревание дисульфона (100) при 500 СС в вакууме (2 мм рт. ст.) дает [2,2]-л,п-циклофан (101) с выходом 90 % (уравнение 59) [80].
(100)
(100)
(59)
(59)
(Ю1)
Ряд других примеров показан в табл. 11.8.6. Подобные реакции сужения циклов могут проводиться также фотолитически в присутствии триалкилфосфитов [81]. В табл. 11.8.6 включены также некоторые другие типичные примеры реакций сужения цикла.
Таблица 11.8.6. Синтез циклических соединенийтермолизом сульфонов
Сульфон
Темпера- 'тура реакции, °C
Продукт реакции
Выход, %
Литература
. 1 I лилксиды конденсированные с ароматическим коль- ™Ж а’такж" тнетен-и-диокснд (104) не отщепляют SO, ц°м (10п^’ а вапни до 750 °C. Образующиеся при их превра- даЖС ?Рпипяликалы рекомбинируют с образованием связи угле- Щениях дирад ^ приводит соответственно к сультинам (103) ₽°^Го5) (уравнения 60 [82], 61 |83]). 2,4-Дифенилтиетан.1,1. ” нт (106) претерпевает под действием основании расширение цикла 11 дает (107) (уравнение 62 [84]).
(60)(60)(61)(61)
(60)
(60)
(61)
(61)
(107)(107)грет-BuOMgBrгрет-BuOMgBr(62)(62)(Ю8)(Ю8)(Ю9)(Ю9)(63)(63)
(107)
(107)
грет-BuOMgBr
грет-BuOMgBr
(62)
(62)
(Ю8)
(Ю8)
(Ю9)
(Ю9)
(63)
(63)
(106)
Термолиз аллилсульфонов типа (108) протекает через циклическое переходное состояние и дает алкен (109) (уравнение 63). Реакции этого типа могут оказаться полезными при получении структур, содержащих четвертичные атомы углерода [85].
ЛИТЕРАТУРА
F. G, Bordwell and W. Н. McKellin, J. Amer. Chern. Soc., 1951, 73, 2251.
/, N. Gardner, S. Kaiser, A. Krubiner, and H. Lucas, Canad. J. Chern., 1973, 51, 1419.
G. A. Olah, A. T. Ku, and J. A. Olah, J. Org. Chern., 1970, 35, 3904
4a. B. A. Bonner and R. A. Grimm, in ‘The Chemistry of Organic Sulfur Compounds’, ed. N. Kharasch and C. Y. Mevers, Pergamon. Oxford, 1966, vol. 2,
3470.Tetrahedron Let3470.Tetrahedron Letchapter 2.
3470.
Tetrahedron Let
3470.
Tetrahedron Let
R A. Grimm and W. A. Bonner, J. Org. Chern., 1967, 32, о. M. Julia and P. Ward, Bull. Soc. chim. France, 1973, 3065.
о. Al. Trost, H. C. Arndt, P. E. Stage, and T, R. Verhoeven,
ters, 1976, 3477, и приведенные там ссылки.
7a С. C. Price and S. Oae, 'Sulfur Bonding’. Ronald Press. New York, 1962, np. 73—76.
Ibid , pp. 94—102."
G R Chalkleu, D. J. Snodin. G. Stevens, and Af. C. Whiting, J. Chem. Soc.
‘ (C). 1970, 682.
9a. IF. von E. Doering and L. K. Levy, J. Amer. Chem. Soc.. 1955. 77, 509.
.5. Oae, IF. Tagaki. and .4. Ohno, Tetrahedron. 1964. 20, 427.
lOa. All data taken from F. G. Bardwell, N. R. Vanier, IF. 5. Matthews, J. B. Hendrickson, and P. L. Skipper, J. Amer. Chem Soc.. 1975, 97. 7160.
F. G. Bardwell, M. Van Der Pay. and N. R. Vanier, J. Org. Chem 1976 41
1883. 1885.''
10b. IF.S. Matthews, J. E. Bares, J. E. Bart mess, F. G. Bordwell, F. J. Cornforth G. E. Drucker, Z. Margolin. R. J, McCollum, G. J. McCollum, and N. R. Vanier, J. Amer. Chem. Soc., 1975. 97, 7006.
Ila.S. Wolfe. Accounts Chem. Res., 1972, 5, 102.
S, Wolfe. .4. Rauk, and 1. G. Crizmadia, J. Amer. Chem. Soc., 1969. 91, 1567; см. также S. Wolfe, ,4. Rauk, L. M. Tel, and I. G. Crizmadia. J. Chem. Soc. (B), 1971, 136 (общая дискуссия о взаимодействии соседних свободных пар)
12а. Л Af. Lehn and G. Wipff, J. Amer. Chem. Soc.. 1976. 98, 7498.''
13.13.Che-Che-1944, англ.1944, англ.N. D. Epiotis, R. L. Yates, F. Bernardi, and S. Wolfe, ibid,, 1976, 98. 5435. A. Schoberl and A. Wagner, in Houben-Weyl. '.Methoden der Organischen '"''— mie’, Thieme Verlag. Stuttgart, 1955, vol. IX, pp. 227—243.
13.
13.
Che-
Che-
1944, англ.
1944, англ.
14.14.С M. Suter, in 'The Organic Chemistry of Sulfur’, Wiley, New York, chapter VII; [Cwrep У. Химия органических соединений"серы Пер с Издатинлит, 1951].
14.
14.
15.16.17.18.19.20.21.15.16.17.18.19.20.21.G. Е. Vennstra ami Б. Zwanenburg. Synthesis, 1975, 519.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
M. Julia and D. Arnould, Bull. Soc. chim. France, 1973, 743, 746.
Braverman and H. Mechouiam, Israel J. Chem., 1967, 5, 71.
C. J. M. Stirling, Chem. Comm., 1967, 131.
G. Buehl and R. M. Freidinger, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 3332.
S. Braverman and D. Segev, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 1245.
22.23.22.23.J. E. Baldwin, 0. IF". Lever, Jr., and N. R. Tzodikov, J. Org. Chem., 1976, 41, 2312.
22.
23.
22.
23.
M. S. Kharasch and A. F. Zavist, J. Amer. Chem. Soc., 1951, 73, 964.
24.24.P. S. Skell, R. C. Woodworth, and L H. McNamara, J. Amer. Chem. Soc 1957 79, 1253.
24.
24.
Al. Asscher and D. Vosfi, J. Chem. Soc., 1964, 4962.
25a. IF. E. Truce, С, T. Goralski, L. U7. Christensen, and R. H. Bavry, J. Org. Chem., 1970, 35, 4217.
256. W. E. Truce and G. C. Wolf, ibid., 1971, 36, 1727.
25b. W. E. Truce, D. L. Hearing, and G. C. Wolf, ibid., 1974, 39, 238.
C. J. M. Stirling, Internal. J. Sulfur Chem. (B), 1971, 6, 277, и приведенные там ссылки.
942 F‘ N‘ Engberis and L Seating. Rec. Trav. chim., 1964, 83, 733; 1965, 84,942 F‘ N‘ Engberis and L Seating. Rec. Trav. chim., 1964, 83, 733; 1965, 84,29.30.29.30.27a. A. Kondo and D. Tunemoto, Tetrahedron Letters, 1975, 1007 1397 28 " r‘ZUnQ ^d.6-,Badef’ ^l1- §oc. chinn France. 1975, 1363.
942 F‘ N‘ Engberis and L Seating. Rec. Trav. chim., 1964, 83, 733; 1965, 84,
942 F‘ N‘ Engberis and L Seating. Rec. Trav. chim., 1964, 83, 733; 1965, 84,
29.
30.
29.
30.
31.31.Pattendcn,Pattendcn,J. Hamer,J. Hamer,AL Julia and A. Guy-Rouault, Bull. Soc. chim. France. 1967, 1411. R. V. .M. Campbell, L. Crombie, D. A. R. Findley, R. IF. King, G. and D. A. Whiting, J. C. S. Perkin I, 1975, 897. '
31.
31.
Pattendcn,
Pattendcn,
J. Hamer,
J. Hamer,
32.32.S. D. Turk and R. L. Cobb, in '1, 4-Cycloaddition Reactions', ed. Academic, New York, 1967, chapter 2.
32.
32.
IF. L. Mock, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 3666. 3673.
Soc., 1974,Soc., 1974,336. R. F. Heldeweg and Н. Hogeveen, ibid., 1976, 98, 2341._34a./. .M. McIntosh and R. S. Steevensz, Canad. J. Chem., 1974. 52, 19,4.346. J. M. McIntosh, H. B. Goodbrand, and G. M. Afosse. J. Org. Chem., 1974, 39202._35. J. Gasteiger and R. Huisgen, J. Amer. Chem. Soc., 1972. 94, 6541.336. R. F. Heldeweg and Н. Hogeveen, ibid., 1976, 98, 2341._34a./. .M. McIntosh and R. S. Steevensz, Canad. J. Chem., 1974. 52, 19,4.346. J. M. McIntosh, H. B. Goodbrand, and G. M. Afosse. J. Org. Chem., 1974, 39202._35. J. Gasteiger and R. Huisgen, J. Amer. Chem. Soc., 1972. 94, 6541.33a. F. Jung, M. Molin, R. Van Den Elzen ami T. Durst, J. Amer. Chem. _ _ 9.6- 935-
Soc., 1974,
Soc., 1974,
336. R. F. Heldeweg and Н. Hogeveen, ibid., 1976, 98, 2341._
34a./. .M. McIntosh and R. S. Steevensz, Canad. J. Chem., 1974. 52, 19,4.
346. J. M. McIntosh, H. B. Goodbrand, and G. M. Afosse. J. Org. Chem., 1974, 39
202._
35. J. Gasteiger and R. Huisgen, J. Amer. Chem. Soc., 1972. 94, 6541.
336. R. F. Heldeweg and Н. Hogeveen, ibid., 1976, 98, 2341._
34a./. .M. McIntosh and R. S. Steevensz, Canad. J. Chem., 1974. 52, 19,4.
346. J. M. McIntosh, H. B. Goodbrand, and G. M. Afosse. J. Org. Chem., 1974, 39
202._
35. J. Gasteiger and R. Huisgen, J. Amer. Chem. Soc., 1972. 94, 6541.
36 B. F. Nesbitt, P. S. Beevor, R. A. Cole, R. Lester, and R. G, POpi, Tetrahed Letters 1973, 4669.
37. K.-D. Gundermann and P. Holtmann, Angew. Chem.
Internal. Edn„ 1966, 5,
38a 7 F. King, Accounts Chem. Res., 1975, 8, 10.
386 G. Opitz, Angew. Chem. Internal. Edn., 1967, 6, 107.
39. Specialist Periodical Reports: Organic Compounds of Tellerium’, The Chemical Society, London, vol. 1, pp.
Sulphur, Selenium, and122—123; vol. 2, 116—
40 T. A. Whitney and D. J. Cram, J. Org. Chem., 1970, 35, 3964.
40a W. O. Siegl and C. R. Johnson, J. Org. Chem., 1970, 35, 3657.
R. Johnson, J. E. Keiser, and J. C. Sharp, J. Org. Chem., 1969, 34, 860.
A. Paquette and J, M. Photis, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 4715.
J. Corey and M. Chaykovsky, J. Amer. Chem. Soc., 1965, 87, 1345.
H. Posner and D. J, Brunelle, J. Org. Chem., 1973, 38, 2747.
406. С.
41.
42.
43.
44.
L.
E.
G.
P.
45a. J.
A. Grieco and Y. Masaki, J. Org. Chem., 1975, 40, 150. Simonet and G. Jeminet, Bull. Soc. chim. France, 1971, 2754.
456. В. Lamm and B. Samuelsson, Chem. Comm., 1970, 1010.
46.
47.
48.
49.
50.
C. L. McIntosh, P. de Mayo, and R. IF. Yip, Tetrahedron Letters, 1967, 37.
P. M. Collins and B. R. Whitton, J. C. S. Perkin I, 1974, 1069.
M. J. van der Sluijs and C. J. M. Stirling, J. C. S. Perkin II, 1974, 1268; D. R. Marshall, P. J. Thomas, and C. J. M. Stirling, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 940; A. K. Colter and R. E. Miller, Jr., J. Org. Chem., 1971, 36, 1898.
R. C. Krug, I. A. Rigney, and G. R. Tichelaar, J. Org. Chem., 1962, 27, 1305. H. Kloosterziel, J. A. A. van Drunen, and P. Galama, Chem. Comm., 1969, 885.
51a G. L. Olson, H.-C. Cheung, K. D. Morgan, C. Neukom, and G. Saucy, J. Org. Chem., 1976, 41, 3287;
A. Fischli, H. Mayer, W. Simon, and H.-J. Stoller, Helv. Chim. Acta, 1976, 59, 397.
J. B. Hendrickson, A. Giga, and J. Wareing, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 2275.
D. J. Cram, ‘Fundamentals of Carbanion Chemistry’, Academic, New York, 1955; for an update see M. Gresser, ‘Mechanism of Reactions of Sulfur Compounds, 1969, vol. 4, p. 29.
54a. F. G. Bordwell and E. Doomes, J. Org. Chem,. 1974, 39, 2298.
P. Calzavara, M. Cinquini, S. Colonna, R. Fornasier, and F. Montanari, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 7431.
55. S. Wolfe, A. Rank, and I. G. Csizmadia, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 1567. 56a. R. R. Fraser and F. J. Schuber, Chem. Comm., 1969, 1474.
566. T. Durst, Tetrahedron Letters, 1971, 4171.
R. Lett, G. Chassaing, and A. Marquet, J. Organometallic Chem., 1976, 1 , C17.
57.
B. Samuelsson and B. Lamm, Acta Chem. Scand., 1971, 25, 1555
A. Jonceyk, K. Banko, and M. Makosza, J. Org. Chem., 1975, 40, -
R. Bird and С. J. M. Stirling, J. Chem. Soc. (B), 1968, HL
W. E. Truce, K. R. Hollister, L. B. Lindy, and J. E. Parr, J. Org. Chem., 1968, 33. 43.
W. E. Truce and T. C. Klinger, J. Org. Chem., 1970, 35, 1834., .T jan.
Al. Julia and J.-M. Paris, Tetrahedron Letters, 1973, 4833, gari, and A. Umani-Ronchi, J. C. S. Perkin I, 1973, 1166-
K. Kondo and D. Tunemoto, Tetrahedron Letters, 1975,•34 2339.
G. A. Russell, E. T. Sabourin, and G. Hamprecht, J. Org. Chem., 1969, 66a. F. G. Bordwell, Accounts Chem. Res., 1970, 3, 281. r-mtsen Wilev New 666. F. G. Bordwell, in ‘Organosulfur Chemistry’, ed. M. J. Janssen, wuey,
York, 1968.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66b. £ Paquette, Accounts Chem. Res., 1968, 1, 209.
p n Nf)eur,eite!'’ J- Org. Chem., 1965, 30, 1313.B Jarvis j. Amer.
68" BordweU, j. M. Williams Jr., E. B. Hoyt, Jr., ana в.
Chem. Soc., 1968 90 429
69. T. Durst and К. C. Tin, Tetrahedron Letters, 1970, 2369.
, n J M Williams, Jr., J. Amer. Chem. Soc., 1968, 90, 435.
Я f o BoTaSk E Doomes, and P. W. R. Corfield, J. Amer. Chem. Soc., 1970.
9r2’ д5^Paauette and R. IC. Houser, J. Amer. Chem Soc., 1969, 91, 3870.
72a. 7». A*j pinr-k j Ore. Chem., 1969, 34, 1233.
72b L A ^Paquette, L. S. Wittenbrook, and I7. V. Kane, J. Amer. Chem. Soc..
73 C9’y4^Meyers, A. M. Malte, and W. S. Matthews, J. Amer. Chem. Soc..
70.
1967,
1969,
9p’r^Carison and K. D. May. Tetrahedron Letters. 1975, 947. j r Philips and M. Oku, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94. 1012.
ranH Bestmann and IC. Schaper, Tetrahedron Letters. 197o, 3511._
A Paauette and J. C. Philips, Tetrahedron Letters, 1967, 464o.
L A Carpino, L V. McAdams, R. H. Rynbrandt, and J. W. Spiewak, J.
Chem Soc 1971, 93, 476.
LA. Carpino and J. R. Williams, J. Org. Chem., 1974, 39. 2320.
U Jacobsson, T. Kempe and T. Norin, J. Org. Chem., 1974, 39, 2722.
L A Paquette and S. Maiorana, Chem Comm., 1971, 313.
J. L. Kice, in ‘The Chemistry of Organic Sulfur Compounds’, ed. N. Kharasch and C. Y. ’Meyers, Pergamon, Oxford, 1966, vol. 2, chapter 5.
F. Vogtle and P. Neumann, Synthesis, 1973, 85.
V. Boekelheide and С. H. Tsai,_J. Org. Chem., 1973, 38, 3928.
Chen, and I. B. Mantz, J. Amer. Chem. Soc.,
74.
Amer.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
80a. В. M. Trost, W. L. Schinski, F. 1971, 93, 676.
806. M. Cara and J. A. Kuczkowski, 80в. S. A. Sherrod, R. L. de Costa, Chem. Soc. 1974, 96, 1565.
81a. V Boekelheide, I. D. Reingold, 406.
J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 5800.
R. A. Barnes, and V. Boekelheide, J. Amer.
and M. Tuttle, J. C. S. Chem. Comm.. 1973,
816./. Bruhin and W. Jenny, Tetrahedron Letters, 1973, 1215.
82.
83.
84.
85.
D. C. Dittmer, R. S. Henion, and N. Takashina, J. Org. Chem., 1969, 34, 1310. J. F. King. P. de Mayo, C. L. McIntosh., K. Piers, and D. J. H, Smith, Canad. J. Chem., 1970, 48, 3704.
R. M. Dodson, P. D. Hammer, and R. A. Davies, J. Org. Chem., 1971, 36, 2693.
J. B. Hendrickson and R. Bergeron, Tetrahedron Letters, 1973, 3609.
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СУЛЬФОНЫ
T. ДАРСТ (University of Ottawa)
НЕНАСЫЩЕННЫЕ СУЛЬФОНЫ
Винил-, аллил- или этинилсульфоны могут быть получены окислением соответствующих сульфидов через промежуточное образование сульфоксидов. Винилсульфоны получают также дегидратацией p-гидроксисул ьфонов или дегидрогалогенированием р-хлорсульфонов [1], а также реакцией Кнёвенагеля между В-дн- сульфонильным соединением [2а] или эфирами р-сульфонилуксус- и кислоты [26] и карбонильными соединениями (уравнение 1)
?ЛДля эт°й цели применялся также метод синтеза по Виттигу — Хорнеру (уравнение 2) [3].
алкенов
\=О + Н2С RlZ
Х = SO2R, COjEt
zSO2R= ^х
R’NH >
Rx /SO2R2
R!/
(1)
RRlC=O
ArSOjCHjPOfOEth
основание
RRlC=CHSOaAr
(2)
(выходы >85%, если ос иование-н-ВиЫ)[За]
Интересный синтез а,0- и р,у-ненасыщенных сульфонов может быть осуществлен взаимодействием N-бром- или N-хлорсукцин- нмида с р-гпдроксисульфоксидами (1). По-видимому, в некоторых" случаях интермедиатами в этой реакции являются циклические оксосульфонпевые соли (2), превращающиеся далее с раскрытием цикла в р-галогенсульфоны (3) (уравнение 3) [4, 5].
оноо— s;х
IIIII \r2I
RR'C-CH2SR2 —> RR'C—CH2 X" —> RR’C—CH2SO2R’
(1)(2)(8)
(3)
-HCi
RR‘C==CHSO2R2
Получение аллил- и алленилсульфонов путем сигматропной перегруппировки соответственно аллил- в пропаргилсульфинатов было описано в разд. 11.8.2.3. Сульфоны алленового ряда могут быть также получены при перегруппировке сульфонов ряда ацетилена, например (4), под действием оснований (уравнение 4) [6]. Соединения типа (8) могут быть получены окислением соответствующих сульфидов, а также дегидрогалогенированием р-га- логенвинилсульфонов [7] типа (7) (уравнение 5), которые в свою очередь образуются при свободнорадикальном присоединении RSCM к ацетиленам [8].
основание
PhSO2C==CMe Т у PhSO2CH=C==CH2 ч=^ PhSO2CH2CsCH (4)
(4)(5)(6)
I
|К2СОз/е\
PhC=CHSO2R > PhC=CSO2Rw
(7)(7)(8)
(7)
(7)
Как и в случае непредельных сульфоксидов (см. разд. П-7. ) а,р-иенасыщенные сульфоны обычно менее стабильны, чем и. Р,у-изомеры; соответствующая изомеризация легко ПЕ?^ОДИП под действием относительно слабых оснований (ионы НО МеО~). Во всем остальном поведение винил-, алленил- л этими.' сульфонов, кратные связи которых находятся в сопряжении сульфонильной группой, определяется их способностью вступ в реакции присоединения с участием различных нуклеофилов.
полообно рассмотрен в работах Стирлинга с сотр. [9] и Тщоса 1^далее отмечены лишь основные аспекты
ннR2N.R2N.ЭТ1Пписоед1тен11е вторичных аминов к п-толнлэтинилсульфопу дает кинетически контролируемый цис-аддукт (10) (образовавшийся в результате транс-присоединения), который как прави- легко изомеризуется в более стабильный транс-изомер (11) /уравнение 6) [Ю]. Реакция как пропаргил- (6), так и алленпл- сутьфона (5) с RNH2 дает в основном несопряженный продукт (12) поскольку в эту реакцию предпочтительно вступает алленовая система [Ю]. Напротив, реакции присоединения с участием (4) протекают в основном по схеме, описанной для (9), и дают цис- и транс-аддукты (13) и (14).
н
н
R2N.
R2N.
(6)SO2C7H7(6)SO2C7H7r2nh н\ /^
(6)
SO2C7H7
(6)
SO2C7H7
CH=cso2c7H7>/С=С\
R2NZ
(9)(9)(10)(Н)(10)(Н)
(9)
(9)
(10)(Н)
(10)(Н)
nr2
C7H7SO2CH=C(CH3)NR2(13)z<zzc; (14)трансC7H7SO2CH=C(CH3)NR2(13)z<zzc; (14)трансc7h7so2ch2c-ch2
C7H7SO2CH=C(CH3)NR2
(13)z<zzc; (14)транс
C7H7SO2CH=C(CH3)NR2
(13)z<zzc; (14)транс
(12)
В полярных растворителях, особенно в полярных протонных растворителях, например в этаноле, наблюдается тенденция к увеличению отношения транс-; цис-аддуктов по сравнению с их отношением в неполярных растворителях типа бензола [10]. Для объяснения этих результатов было предположено образование винильного карбанионного интермедиата. Аддукты (12) — (14) могут подвергаться равновесной изомеризации под действием КОН в ТГФ; при этом преобладающим становится изомер (14) [Ю].
К числу нуклеофилов, присоединяющихся к винилсульфонам, относятся амины, спирты и тиолы; эти реакции легко обратимы (уравнение 7). Было найдено, что енамин (15) реагирует с ви- иилфенилсульфоном с образованием (после гидролиза) оксосульфона (16) (уравнение 8) [11]. Прекрасные выходы аддуктов были получены при присоединении к винилсульфонам металлорга- нических реагентов, в том числе R2CuLi [За] и дианнона (17) (уравнения 9, 10).
основаниеRSO2CH=CH2 + HX 7^ rso2ch2ch2xоснованиеRSO2CH=CH2 + HX 7^ rso2ch2ch2x(7)(8)(7)(8)
основание
RSO2CH=CH2 + HX 7^ rso2ch2ch2x
основание
RSO2CH=CH2 + HX 7^ rso2ch2ch2x
(7)
(8)
(7)
(8)
BuMe2C=CHSO,CRH4Cl-nMe2(L-CH2SO2C6H4Cl-,,
(89%)
CH2CH2SO2Me
MeSO2CH=CH2 + трет-BuC —> HCO2<— трет = BuCHCO2H(10)
(17)
Стереохимия продуктов эпоксидирования соединения (18) зависит от природы эпоксидирующего реагента, а следовательно от природы уходящей группы в интермедиате (19) [12]. По мере уменьшения «уходящей способности» этой группы увеличивается вероятность вращения вокруг связи С—С, что благоприятствует образованию траяс-эпоксида. Так при X = С1 образуется исключительно цис-изомер (20), в то время как при Х = трст-ВиО или НО —в основном транс-изомер (уравнение 11).
«^-Ненасыщенные сульфоны, являющиеся электронодефицитными алкенами, легко вступают в реакции Дильса — Альдера [13, 14]. В числе интересных примеров этой реакции следует отметить образование бициклических сульфонов (21) из циклопентадиена и а-бромвинилметилсульфона (выход 85%) [13]. ^еа^' ции соединений (5) и (6) с циклопентадиеном дают один и т же продукт (22) [15] (уравнение 12). Диазометан и внниЛС^я фоны легко вступают в реакцию 1,3-диполярного присоедине - давая Д’-пиразолины (23), которые в присутствии триэтилам легко изомеризуются в Д2-изомеры (24) [16] [уравнение
PhSO2CU=CH2 + CHjN? ►
NNH
SO2PhSO3Ph
(23)(24)
(13)
Некоторые непредельные сульфоны при термолизе претерпевают молекулярные перегруппировки (см., например, уравнение 14) [256]. Так, при нагревании сульфона (25) до 170 °C происходит [3,3]-сигматропиый сдвиг и образуется сульфон (26), который превращается далее в сульфопат, если реакцию ведут в спиртовом растворе (уравнение 15) [17]. Сульфоны ацетиленового ряда и впнилсульфоны способны отщеплять SO2 при нагревании д0 зоо—400 °C. Отщепление SO2 от непредельных циклических сульфонов было описано ранее (см. разд. 11.8.3.6).
- 250 °C
PhC=CSO2R ► PhC=CR(14)
(~ 70%; R = Aik)
^so2 ,7о°с r<^so2] Чух/х/ад
(26)
Интерес к химии аллилсульфонов определяется их способностью генерировать карбанионы и последующими реакциями этих карбанионов. Как алкилирование, так и гидроксиалкилиро
вание этих интермедиатов, по-видимому, протекают исключительно по а-углероду (уравнение 16).
Е
rso2ch2c=crso2ch2c=cоснование|» RSO2CH—С—Соснование|» RSO2CH—С—С* RSO?CHC=C (16)* RSO?CHC=C (16)
rso2ch2c=c
rso2ch2c=c
основание|
» RSO2CH—С—С
основание|
» RSO2CH—С—С
* RSO?CHC=C (16)
* RSO?CHC=C (16)
синтез кислоты прескваленового[20] и общий реакции аллил- с последующим (27) действиемсинтез кислоты прескваленового[20] и общий реакции аллил- с последующим (27) действиемC7H7O2SC7H7O2S(17)(17)
синтез кислоты прескваленового
[20] и общий реакции аллил- с последующим (27) действием
синтез кислоты прескваленового
[20] и общий реакции аллил- с последующим (27) действием
C7H7O2S
C7H7O2S
(17)
(17)
Описан ряд примеров, иллюстрирующих пути использования аллилсульфонильпых карбанионов. Среди них витамина А [18, 19], хризантемовой кислоты и
спирта (см. разд. 11.8.2.6), дезокситриспорона метод синтеза 1,5-диенов (выходы 60—70%) по галогенидов с аллнлеульфонами (уравнение 17) удалением группировки SO2C7H7 из соединения Li/NHEt2 [21].
12 Зак. 497
Реакции 0-элиминирования, типичные для сульфонов тип (28), используют как метод защиты карбоксильной групп? в химии пептидов. Аминокислота конденсируется с 0-гидроксисуль фоном при использовании дициклогексилкарбодиимида (ДЦК) в качестве конденсирующего средства (уравнение 18). Свободная карбоксильная группа может быть регенерирована при действии основания [22]. При синтезе нуклеотидов фосфатная группа может быть защищена в виде РЬ8СН2СН2ОР-производного. Защитная группа в дальнейшем снимается окислением до сульфона с последующей обработкой разбавленным раствором NaOH [23]
RR
|дцк |
XNHCHCO2H 4- HOCH2CH2SO2Ar (* XNHCHCO2CH2CH2SO2Ar (18)
основание
(28)
11.9.2. ГИДРОКСИСУЛЬФОНЫ
а-Гидроксисульфоны (29а) образуются при конденсации сульфиновых кислот с альдегидами, но, как правило, не с кетонами. Стабильность получающихся аддуктов такая же, как у гидратов альдегидов; наиболее стабильны аддукты с формальдегидом (296). Реакция (296) с вторичными аминами дает а-аминосульфоны (уравнение 19) [24].
ОН ,R1
, н+ I R2nh |2
RSO2" + RCHORSO2CHR* > RSO2CHNR2 (19)
НО"
(29а)
R1 = Н
Реакция а-сульфонилкарбанионов с альдегидами или кетонами является наиболее общим методом получения 0-гидроксисуль- фонов (см. разд. 11.8.3.4). При этом рекомендуется использовать реагенты Гриньяра [25], так как в этом случае промежуточно образующиеся алкоксипроизводные менее склонны к распаду на исходные компоненты, чем в тех случаях, когда противоионом является литий или натрий. Присоединение а-сульфонилпроиз- водных реагентов Гриньяра (30) к а,0-непредельным соединениям происходит'исключительно в положения 1,2 с образованием (3 )• Полученные аддукты легко дегидратируются в 1-толилсульфони диены-1,3 (уравнение 20) [25].
\ /сН°
C7H7SO2CH2MgBr ►
1? OHR
PhSO2CH—CR‘R2 —> PhSO2C=CR'R2
(21)(21)(32)
(21)
(21)
R OMs
I I Zn
PhSO2CH—CR‘R2 -j^- RCH—CR'R2 (33)
Дегидратация р-гидроксисульфонов (32) горячей полифосфор- ной кислотой или РОСЬ в пиридине с последующим восстановительным элиминированием фенилсульфонильной группы с помощью Na/Hg была применена для получения ди- и тризамещеиных алкенов. Тот же суммарный процесс может быть осуществлен путем восстановительного 1,2-элнминирования из метансульфона- та (33) (уравнение 21) [26].
П.9.3. ГАЛОГЕНСУЛЬФОНЫ
Превращения а-галогенсульфонов в значительной степени уже были рассмотрены ранее в связи с реакцией Рамберга — Беклунда (см. разд. 11.8.3). Уместно напомнить, что в то время как внутримолекулярное замещение галогенид-иона в «-положении к сульфонильной группе протекает очень легко, межмолекулярный вариант этого замещения осуществляется крайне медленно [27]; часто атака нуклеофилов, особенно тех, которые являются относительно мягкими в шкале ЖМКО, направлена на галоген с вытеснением «-сульфонилкарбаниона.
ДМФ. Н2О+-Н2О
Аг3Р + X—CHSO2Ph>- [Ar3PX] [Ar'CHSO2Ph] ►
।медленнобыстро
Аг1
—> Аг3РО + НХ + АРОДЗОгРН(22)
Фосфины восстанавливают «-бромсульфоны через стадию образования а-сульфопилкарбанионов (уравнение 22); восстановление происходит с сохранением конфигурации [28, 29]. «-Сульфонил- карбанионы, образующиеся таким образом, могут реагировать внутримолекулярно с образованием эписульфонов [см., например, превращение (94)(93) в разд. 11.8.3.6] и межмолеку
лярно, например с образованием эпоксисульфона (34) (уравнение 23) [30]. Тиоалкилсульфон (36), формально образующийся за счет замещения хлорид-иона в (35) (уравнение 24), на самом деле может возникать за счет первоначальной атаки на С1, дающей сульфенилхлорид и карбанион, с последующим тиоалкилированием карбаниона [31],
PhSO2CH2Cl + RS —>- [RSC1 + PhSO2CH2] —> PhSO2CH2SR (24)(35)(36)PhSO2CH2Cl + RS —>- [RSC1 + PhSO2CH2] —> PhSO2CH2SR (24)(35)(36)
PhSO2CH2Cl + RS —>- [RSC1 + PhSO2CH2] —> PhSO2CH2SR (24)
(35)(36)
PhSO2CH2Cl + RS —>- [RSC1 + PhSO2CH2] —> PhSO2CH2SR (24)
(35)(36)
Анионы, генерируемые из а-галогенсульфонов, реагируют с кетонами или альдегидами с образованием а-эпоксисульфонов (37) (уравнение 25) [32]. Если подобные анионы генерируются в присутствии триалкилборанов, то конечным итогом процесса является замещение галогена на алкильную группу (уравнение 26). Аналогичные химические превращения осуществляются с а-галогенсульфонамидами и а-галогенсульфонатами [33].
О
ArSO2CH2Cl + RR’C=OArSO2CH2Cl + RR’C=OArSO2HCCRR1(37)ArSO2HCCRR1(37)(25)(25)
ArSO2CH2Cl + RR’C=O
ArSO2CH2Cl + RR’C=O
ArSO2HCCRR1
(37)
ArSO2HCCRR1
(37)
(25)
(25)
(26)(26)трет-BuOK
(26)
(26)
R3B + BrCH2SO2Ph —* RCH2SO2Ph (80—100%)
rper-BuOH
Из полигалогенированных сульфонов наибольший интерес, по- видимому, представляют трифторметпльные производные. В отличие от полихлор- и полибромсульфонов, которые легко подвергаются реакции Рамберга — Беклунда с образованием гало- геналкенов и непредельных сульфокислот [34], трифторметилсуль- фоны способны давать анионы, причем последние могут генерироваться в очень мягких условиях, например при действии К2СОз в MeCN. Эти карбанионы могут далее вступать в обычные для этих интермедиатов реакции: реакции селективного моно- и диалкилирования, сопряженного присоединения к поляризованным двойным связям и реакцию Манниха с альдегидами. Удаление трифторметилсульфонильной группы, особенно в основных условиях, также протекает легче, чем удаление группы PhSOi (схема 27) [28].
Химия галогенсульфонов, у которых функциональные группы разделены более чем одним атомом углерода, не имеет какрю либо специфики. В зависимости от длины цепи в сульфоне (40) и природы применяемого основания могут происходить преимущественно реакции элиминирования, циклизации или замещения (уравнение 28) [35, 36].
'cHj-CHCOMe.ЕЮ"'cHj-CHCOMe.ЕЮ"-СОМе-СОМеKSO2CF3RCH2Br -*KSO2CF3RCH2Br -*PhCH2BrRCH2SO2CF3 к3соз, MeCNPhCH2BrRCH2SO2CF3 к3соз, MeCNrchso2cf,CHjPhrchso2cf,CHjPh(27)(27)
'cHj-CHCOMe.
ЕЮ"
'cHj-CHCOMe.
ЕЮ"
-СОМе
-СОМе
KSO2CF3
RCH2Br -*
KSO2CF3
RCH2Br -*
PhCH2Br
RCH2SO2CF3 к3соз, MeCN
PhCH2Br
RCH2SO2CF3 к3соз, MeCN
rchso2cf,
CHjPh
rchso2cf,
CHjPh
(27)
(27)
XaH, ТГФ, MelMeIRCSO2CFsICH2Ph(39)XaH, ТГФ, MelMeIRCSO2CFsICH2Ph(39)(38)
XaH, ТГФ, Mel
Me
I
RCSO2CFs
I
CH2Ph
(39)
XaH, ТГФ, Mel
Me
I
RCSO2CFs
I
CH2Ph
(39)
pl CHO, пиперидин J . R» Ph
Ph
Pht
1120 °cI _
R!CHCHSO2CF3 ► rich«cso2cf3
_PhSO2(CH2)nBr--^^PhSO2CF^H2Ui + PhSO2(CH2)n-2CH— CH2 +
(40) л=2-4+PhSO2(CH2)nNu(28)
ОКСОСУЛЬФОНЫ И р-СУЛЬФОНИЛПРОИЗВОДНЫЕСЛОЖНЫХ ЭФИРОВ
Эти соединения не столь хорошо изучены как соответствующие сульфоксиды (см. разд. 11.7.4). Кроме реакций окисления соответствующих производных сульфидов и сульфоксидов для получения рассматриваемых сульфонов можно использовать реакции ацилирования а-литийсульфонов [37], а,а'-дилитийсульфонов [38] и а-сульфонилзамещенных реагентов Гриньяра [25]. Реакции этих соединений аналогичны реакциям сульфоксидов, однако анионы, образующиеся из р-оксосульфонов, более стабильны и потому менее активны , чем анионы из р-оксосульфоксидов.
Внутримолекулярное алкилирование р-оксосульфонов, по-види- мому, эффективнее всего осуществляется в условиях межфазного ■[ализа [39]. p-Сульфонилпроизводные сложных эфиров алки- ята^ТСЯ л"аллилпаллаДиевыми комплексами с преимущественной (41^ пп^°аПЛРТН0МУ атому аллильной системы. Так, л-комплекс та (42) в ^смес^^М^ТД680" тг^” э™лмета"сульфонилацета- Дукт (43) (уравнений 2 m UoT Р С ВЫХ0Д°М 90% ПР0' типа испотьзовал^ т/9) [4°^ Реакция алкилирования этого идов [411для постР°ения боковой цепи степо-
14Ц. Внутримолекулярное гидроксиалкилирование, происхо-
ляшее с участием р-оксосульфонильного аниона, является ключа вой стадией в синтезе трициклического гидроксикетона (Л) (уравнение 30). Восстановление (44) с помощью Al/Hg дае;
(45) —структурный фрагмент, общий для гиббереллинов [42]
Обработка р-оксосульфонов гидридом натрия пли диизопро- пиламидом лития (2 экв) дает 1,3-дианионы. Реакция (46) с 1,3-дибромпропаном даег производное циклогексанона (48) (уравнение 31). Таллиевая соль интермедиата (47) подвергается внутримолекулярному О-алкилированпю, приводящему к ненасыщенному циклическому простому эфиру (49) [43]. Осуществлено внутримолекулярное ацилирование оксосульфонов [44].
Оо
- II -IIо
PhCH—С—CHSO2Ph —► PhCHCCH2SO2Ph —>I I
CH2CH2CH2Br Ph/^p^SOiPhО
(47)(48)
о CH2SO3Ph
(49)
у-Оксосульфоны (50) не стабильны к действию разбавленных растворов оснований и элиминируют сульфиновые кислоты с о разованмем аф-ненасыщенных карбонильных соединений (уравн вне 32). В работах групп Кондо [45] и Жулиа [46] были лучепы ацетали (51) простых у-оксосульфонов и пРоведе^Ое3 алкилирование, ацилирование и гпдрокспалкнлпрование (ч^ь стадию образования карбанионов), после чего регенпр°ва* ‘ система енона пли удалялась гидрогенолизом
группа. Как ненасыщенный альдегид (52), так и 1,4-дикар 858
чмпрнне (53) были получены с суммарными выходами "*Г( 8Т соединение (53) далее было подвергнуто инканзацш. „получено производное цпклопентеноиа (о4) Но). чмпрнне (53) были получены с суммарными выходами "*Г( 8Т соединение (53) далее было подвергнуто инканзацш. „получено производное цпклопентеноиа (о4) Но). ооооPhSO2" Na + +PhSO2" Na + +^ NaOH^ NaOHPhSO<(50)PhSO<(50)ОR —PhSOj^^/'(51)ОR —PhSOj^^/'(51)ооR (32)R (32)PhCH2CH2PhCH2CH2(52)(52)ооННннОО(СН2)7СО2Ви-грет(СН2)7СО2Ви-грет(53)(53)ООпри высоких температурахпри высоких температурах(уравнение 34).NO(уравнение 34).NO
чмпрнне (53) были получены с суммарными выходами "*Г( 8Т соединение (53) далее было подвергнуто инканзацш. „получено производное цпклопентеноиа (о4) Но).
чмпрнне (53) были получены с суммарными выходами "*Г( 8Т соединение (53) далее было подвергнуто инканзацш. „получено производное цпклопентеноиа (о4) Но).
о
о
о
о
PhSO2" Na + +
PhSO2" Na + +
^ NaOH
^ NaOH
PhSO<
(50)
PhSO<
(50)
О
R —PhSOj^^/'
(51)
О
R —PhSOj^^/'
(51)
о
о
R (32)
R (32)
PhCH2CH2
PhCH2CH2
(52)
(52)
о
о
Н
Н
н
н
О
О
(СН2)7СО2Ви-грет
(СН2)7СО2Ви-грет
(53)
(53)
О
О
при высоких температурах
при высоких температурах
(уравнение 34).NO
(уравнение 34).NO
(СН2)6СО2Ви-трет
(54)
а-СУЛЬФОНИЛ КАРБЕНЫ И а-СУЛЬФОНИЛ НИТРЕНЫ
По-видимому, единственным универсальным источником сс-суль- фонилкарбенов являются а-диазосульфоны (56). Подобно а-диа- зокетонам, эти вещества представляют собой относительно стабильные, окрашенные в желтый цвет жидкости или кристалли-
ческие вещества [47]. Получать их лучше всего нитрознровани- ем сульфонилуретанов (55) с помощью NOC1 с последующей хроматографией на А12О.з (уравнение 33) [48]. Разложение диазосульфонов до карбенов может проводиться как термическим, так и фотохимическим путем. Метод а-элиминирования в применении к а-галогенсульфонилкарбанионам не дает карбенов из- за значительной стабильности а-сульфонилкарбанионов. Зейферт и Вудраф [49] обнаружили, что фенил (фенилсульфонилдигалоге-
длительное нагреваниедлительное нагреваниеRSO2CH2NHCO2EtC5H5N(55)RSO2CH2NHCO2EtC5H5N(55)RSO2CH2NCO2Et(85-95%)RSO2CH2NCO2Et(85-95%)А12Оз►■ RSO2CHN2 эфир*(56) (50—85%)А12Оз►■ RSO2CHN2 эфир*(56) (50—85%)(33)(33)PhHgCCI2SO2PhPhHgCCI2SO2Ph^Cl ^SOaPh^Cl ^SOaPh140 °C, 8 дней циклооктен140 °C, 8 дней циклооктен(34)(34)^^И^)РТУТЬ (57) может служить переносчиком группировки 1 пЬО2СХ, для чего требуется довольно
длительное нагревание
длительное нагревание
RSO2CH2NHCO2Et
C5H5N
(55)
RSO2CH2NHCO2Et
C5H5N
(55)
RSO2CH2NCO2Et
(85-95%)
RSO2CH2NCO2Et
(85-95%)
А12Оз
►■ RSO2CHN2 эфир*
(56) (50—85%)
А12Оз
►■ RSO2CHN2 эфир*
(56) (50—85%)
(33)
(33)
PhHgCCI2SO2Ph
PhHgCCI2SO2Ph
^Cl ^SOaPh
^Cl ^SOaPh
140 °C, 8 дней циклооктен
140 °C, 8 дней циклооктен
(34)
(34)
а-Сульфонилкарбены, типичным представителем которых является фенилсульфонил метилен (58) [52], ведут себя как сильно электрофильные карбены и вступают в реакции отрыва водорода внедрения в алифатические С—Н-связи и образования циклопропановых систем при взаимодействии с алкенами, алкинами и аренами [47]. Реакция и-метоксифенилсульфонилметилена (59) с (Z)- и (Е)-алкенами протекает стереоспецифично относительно алкенов (уравнение 36) [50]. Соотношение анти: син-изомеров при этом довольно низко, 1,3:1, в то время как при реакции фенилсульфинилметилена с циклогексеном оно равно 34 : 1 [51]. Высокая селективность последней реакции, как полагают, указывает на относительную стабильность и, следовательно, селективность соответствующего карбена. Типичные примеры реакций внедрения а-сульфонилкарбенов показаны в уравнениях 37 [47] и 38 [53].
РЬБОгСН + ^у» —> PhSO2CH2—/ ^(35)
(58)
yz-MeOC6H4SO2CH + / \ * ^Т7>(36)
SO2Ar
••Me——Me
PhSO2CH + MeC=CMe —► X/(37)
120 °C > бензол120 °C > бензол(58)SO2Ph(58)SO2Ph
120 °C > бензол
120 °C > бензол
(58)SO2Ph
(58)SO2Ph
Значительный интерес представляло обнаружение перегруппировки а-сульфонилкарбенов в сульфены [54, 55]. Эта перегруппировка, аналогичная хорошо известной перегруппировке Вольфа для оксокарбенов (уравнение 39) [56], лишь в малой степени происходит для сульфонилкарбенов (уравнение 40). Промежуточное образование сульфена при фотолизе (56) в метаноле подтверждается выделением сульфоната (61); однако основным продуктом при этом оказался а-сульфонилзамещенный простои эфир (60), образующийся формально в результате внедрения (59) по связи О—Н (схема 41).
О
RC—СН —> RCH—С=О(39^
(основной продукт)
RSO2CH —* RCH=SO2(40)
(минорный продукт) Av•• MeOH
(56) ArSO2CH *• ArSO2CH2OMe
(60) (80%)
(41)
MeOHArCH=SO2 * ArCH2SO2OMe
(61) (12%)
По-видимому, существует аналогия между а-сульфонилкарбе- намп и оксокарбенами, с одной стороны, и а-сульфонилнитренами и ацилнитренами, с другой стороны. В обоих случаях ацильное производное легко перегруппировывается соответственно в кетены (перегруппировка Вольфа) или изоцианаты (перегруппировка Лоссена), в то время как аналогичные перегруппировки а-сульфо- нилпроизводных происходят лишь в малой степени.
Типичным примером реакций сульфонилдиазометанов с электрофилами может служить образование фенилхлорметилсульфона (63) из фенилсульфонилдиазометана и НС1. Первоначально происходит атака Н+ по а-углероду, что дает диазониевую соль (62), которая далее подвергается реакции замещения с участием присутствующего нуклеофила (С1~) (уравнение 42). Возможно, что в некоторых случаях в качестве нестабильного интермедиата образуется сульфонильный карбокатион [57]. Сульфенилгалогени- ды и гипохлориты реагируют с а-диазосульфонами (56) с образованием соответственно а-сульфенил-а-хлорсульфонилметанов и а-алкоксианалогов с выходами 50—80% [58].
н+сг
PhSO2CHM2 ^=^ PhSO2CH2N] >- PhSO2CH2Cl + N2 (42)
(62)(63)
Образование 1,3-бензоксатиолан-2,2-диоксида (выход 72%) при обработке соединения (64) BF3-Et2O в СН2С12, содержащем 1 экв Н2О [59], хорошо описывается схемой, рассматривающей внутримолекулярное замещение группировки N2 в а-сульфонил- диазониевой соли с участием кислорода эфирной группы (уравнение 43).
BFs,Et2O —-
СН2С12,Н2О
Сульфонилнитрены (65) могут генерироваться при фотолизе или термолизе сульфонилазидов (уравнение 44) [60]; для этой Цели используется также разложение азидов, катализируемое
медью [61]. Менее важными являются другие методы, напримеп вызываемое цинком разложение дихлорамина Т [62] или а-элш минирование сульфонатов из сульфонилоксисульфонамидов [63] Химия сульфонилнитренов рассмотрена в обзоре [60]. 1
д
RSO2N3 —>■ RSO2N:
или Av
(65а)
(656)
R = МеС6Н4
R = Ме
(44)
Бреслоу с сотр. [62, 64] считают, что получение продуктов внедрения сульфонилнитрена по алифатической С—Н-связи свидетельствует об образовании нитренового интермедиата. Внедрение синглетного нитрена, генерируемого термически, в алифатические С—Н-связи проходит полностью стереоспецифично; триплетный нитрен, по-видимому, не реагирует с алифатическими С—Н-связями. Тозилнитрен (65а) [64а] и метансульфонилнитрен (656) [646] (по сравнению с этоксикарбонилнитреном) в реакциях внедрения ведут себя менее селективно по отношению к третичным, вторичным или первичным С—Н-связям; для (656) в реакции с диметилпентаном отношение селективностей составляет 6,0: 2,3:1. Тозилнитрен примерно в 10 раз более реакционноспособен по отношению к бензолу, чем циклогексан. Продуктом реакции с бензолом является П-фенил-п-толуолсульфонамид (66), образующийся, по-видимому, путем перегруппировки первично возникающего азиридинового интермедиата (уравнение 45) [64].
PhSOoNa —:—>.PhSOoNa —:—>.СиСи
PhSOoNa —:—>.
PhSOoNa —:—>.
Си
Си
Среди других реакций, относимых за счет промежуточногообразования сульфонилнитренов, следует упомянуть отрыв водо-рода, приводящий в конечном счете к получению первичныхсульфонамидов [60], и образование азиридинов в присутствииалкенов (уравнение 46) [60, 61]. Реакции внутримолекулярноговнедрения использовали для получения конденсированных гетеро-циклических систем, например (67) [62] и (68) [63]. Разложе-ние PhSO2N3 в ДМСО, содержащем медь, приводит с высокимвыходом к N-бензолсульфонилдиметилсульфоксиму [61].
(67) (40%)(67) (40%)(68) (30%)(68) (30%)
(67) (40%)
(67) (40%)
(68) (30%)
(68) (30%)
СУЛЬФОНЫ, СОДЕРЖАЩИЕДРУГИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ
Эпоксисульфоны [65—67]
Эти соединения получают взаимодействием а-галогенсульфо- Нов с карбонильными соединениями в условиях фазового переноса [68] или в условиях синтеза Дарзана [69], а также эпоксидированием а.р-ненасыщенных сульфонов (см. разд. 11.9.1) [70]. По-видимому, более общим является первый из этих путей. Как и все эпоксиды, содержащие электроотрицательные заместители, соединения типа (69) претерпевают термическую или катализируемую кислотой перегруппировку в карбонильные соединения (уравнение 47), причем сульфонильная группа мигрирует предпочтительнее, чем атом водорода [71]. Интересным примером этой перегруппировки является расширение цикла на один углеродный атом при превращении «^-ненасыщенного сульфона (70) в оксосульфон (71) (уравнение 48) [71]. В присутствии MgBr2 эпоксисульфоны с отличными выходами превращаются в а-бромкетоны или -альдегиды [72].
ОО
II основание/ \
ArSO2CH2X + RCR1 > ArSO2HCCRR* -< ArSO2CH=C RR1
(69)
Д или Н+ | MgBr2, Et2O
(47)
ArSO2—CRR1—CHO
SO2
CPh2
(CH2)„ (70) л = 1 — 3
л-хлорпербен-
зойная кислота
д, СНС13
RR'CBr—CHO
Р1к ^Рг
(48)
(СН2)Я
(71)
Y-Эпоксисульфоны (72) пои оеакпии пиламидом лития [74] дают ^ Ц И
° H’^U^' или диизопро- «етвлциклопропаны (73) (тоавне^МоТ "Р0^1™ ~ гидрокси- в качестве основания вместо ап™. 49 ' ИнтеРСС1“>, что если Гриньяра, то продуктом поя - алкиллит”я использовать реагент танол (75) ™”'™ ^^OHMulUsy1 циклобутанола включаеГХТию РСакцИЯ обРазования
ArSO2
R
О
H-BuLI
► ArSO2
CH2OH
R
(73)
(72)
MeMgl
> ArSO2
ArSO2
R
(75)
OH
(49)
а-Сульфонилпроизводные простых эфиров
Соединения подобного типа изучались в основном Шенком. Простые представители этого класса соединений, такие, как ме- токсиметилфенилсульфон (76) [75], лучше всего получать алкилированием фенилсульфоновой кислоты метилхлорметиловым эфиром [75], а также окислением соответствующих сульфидов jn-хлорпербензойной кислотой.
Метиленовая группа в таких эфирах является достаточно кислой, так что образование карбаниона может происходить под действием трет-BuOK в ТГФ [76]. Конденсация аниона со сложными эфирами дает а-ацилированные сульфоны (77) с выходами 40—70% [76]. Обработка соединений (77) основаниями и далее безводным формальдегидом приводит к а-алкоксиви- нилсульфонам (80) [77]. Это интересное превращение, по-види- мому, происходит через интермедиаты (78) и (79). Озонолиз
Ph.SO2CH2OMe(76)ДМеО Оv^- PhSOo^—&-R >ОН2О(78)Ph.SO2CH2OMe(76)ДМеО Оv^- PhSOo^—&-R >ОН2О(78)О=С—RIPhSO2CHOMe1 (77)О=С—RIPhSO2CHOMe1 (77)основаниеHCHOоснованиеHCHOМеОМеОPhSO.>—C~j-C—RPhSO.>—C~j-C—RH2C-j-OH2C-j-O(60)(60)
Ph.SO2CH2OMe(76)Д
МеО Оv^- PhSOo^—&-R >
ОН2О(78)
Ph.SO2CH2OMe(76)Д
МеО Оv^- PhSOo^—&-R >
ОН2О(78)
О=С—RIPhSO2CHOMe
1 (77)
О=С—RIPhSO2CHOMe
1 (77)
основание
HCHO
основание
HCHO
МеО
МеО
PhSO.>—C~j-C—R
PhSO.>—C~j-C—R
H2C-j-O
H2C-j-O
(60)
(60)
PhSO2COMePhSO2COMeОМе
PhSO2COMe
PhSO2COMe
PhSO2C=CH2(80) (70-80%)
приводит к а-сульфонилпроизводным сложных эфиров (81) (уравнение 50) [78]. 2,2-Дизамещенные 1,3-оксатиолаи-1,1-диоксиды устойчивы к действию кислот, но легко разлагаются в основных средах до кетонов и винилсульфинатов [79].
п-Толилсульфонилметилизоцианид
Разработка методов использования этого соединения как реагента почти целиком выполнена ван-Лейзеном с сотр. Реагент (82) может быть получен реакцией LiCH2NC с сульфонилфтори- дами или обработкой а-сульфонилформамидов РОС13 и NEt3 в МеОСН2СН2ОМе (глим) [80].
В реагенте (82) имеется как нуклеофильный центр (активированная метиленовая группа), так и электрофильный центр (изоцианогруппа). В зависимости от условий реакции и используемого карбонильного реагента можно получать разнообразные продукты, включая 1,3-оксазолы [81], гомологичные нитрилы [82], а-гидроксиальдегиды [83] и гомологичные карбоновые кислоты [84] (схема 51). Реакцией (82) с имидоилхлоридами [85] в присутствии оснований или с КС (S) SCH2CO2H [86] можно синтезировать соответственно имидазолы и тиазолы.
Rx
)снсо2н
К2СО3, МеОН
Rx /NHCHOR1Z \jsRx /NHCHOR1Z \jsтрет-ВиОЦ,ТГФ< —5 °Cтрет-ВиОЦ,ТГФ< —5 °CRR’C=O+TsCH2N=C(82)RR’C=O+TsCH2N=C(82)трет-ВиОК,глимтрет-ВиОК,глим—20 °C—20 °C' Rx;chcnR,z' Rx;chcnR,z(51)(51)TIOEt EtOH, ^глимTIOEt EtOH, ^глимОНОНC—CHOC—CHO
Rx /NHCHO
R1Z \js
Rx /NHCHO
R1Z \js
трет-ВиОЦ,ТГФ
< —5 °C
трет-ВиОЦ,ТГФ
< —5 °C
RR’C=O+TsCH2N=C(82)
RR’C=O+TsCH2N=C(82)
трет-ВиОК,глим
трет-ВиОК,глим
—20 °C
—20 °C
' Rx
;chcn
R,z
' Rx
;chcn
R,z
(51)
(51)
TIOEt EtOH, ^глим
TIOEt EtOH, ^глим
ОН
ОН
C—CHO
C—CHO
(48-80 %)
Сульфонилцианиды
Наиболее удобным путем получения этих соединений, по-види- мому, является замещение хлорид-иона в хлорциане с помощью натриевой соли сульфиновой кислоты. В случае ароматических производных выходы сульфонилцианидов составляют 80—95%, но
они существенно ниже при получении алифатических сульфо- нилцианидов [87]. Удобным препаративным методом является окисление сульфенилцианидов в кипящем бензоле с помощью л/-хлорпербензойной кислоты [88]. Тозилцианид (83) является прекрасным переносчиком СМ-группы [89]. Так, реакция (83) с нуклеофильными реагентами, такими, как тиофеноксид, феноксид или фенилмагнийбромид дает продукты переноса CN-группы с выходами 40—70% (уравнение 52). Этот перенос осуществляется как последовательность реакций присоединения — отщепления. Цианидная группа в (83) очень активна и легко вступает в реакции диполярного присоединения с диазометаном и бензонитрилоксидом с образованием соответственно гетероциклов (84) и (85) [90]. Другие нитрилы, содержащие электроотрицательные заместители, например ROC(O)CN, не обладают явно выраженной ди- полярофильной активностью.
> NuCN + C7H7SO7 (52)> NuCN + C7H7SO7 (52)c7h7so2cn -^-> c7h7soP-c=n
> NuCN + C7H7SO7 (52)
> NuCN + C7H7SO7 (52)
(83)Nu
(84) (68%)(84) (68%)PhPhОО(85) (70 %)(85) (70 %)
(84) (68%)
(84) (68%)
Ph
Ph
О
О
(85) (70 %)
(85) (70 %)
11.9.6.5. а-Дисульфоны11.9.6.5. а-Дисульфоныи родственные соединенияи родственные соединения
11.9.6.5. а-Дисульфоны
11.9.6.5. а-Дисульфоны
и родственные соединения
и родственные соединения
а-Дисульфоны (86) могут быть получены окислением дисульфидов или сульфиновых кислот различными окислителями; лучшие результаты дает использование сульфата кобальта [91]. Соединения этого типа обычно представляют собой кристаллические вещества; они термически стабильны. а-Дисульфоны, а также тиолсульфинаты (87) (см. разд. 11.16.7) и сульфинилсуль- фоны (88) (см. разд. 11.18.3) явились предметом детальных исследований Кайса с сотр. [92], изучавших механизм и сравнительную легкость нуклеофильного замещения при атомах серы.
О
rso2so2rrsso2rrsso2r
(86)(87)(88)
Как правило, все изученные нуклеофилы быстрее всего ре гировали с сульфинилпроизводными, медленнее всего протекал замещение для сульфонильной системы. Пока еще не установлен » какие именно факторы определяют относительные скорости реа 366
л о п ппеделах каждого типа соединений или при ций нУкле°ФИм°ел-ду гобой. Однако, по-видимому, ясно, что хотя их сравнениии пОлезна для интерпретации эксперимен-
коннентраиия Жп м не удается полностью объяснить
тальных даннылj
наблюдаемые эффекты.
АРОМАТИЧЕСКИЕ СУЛЬФОНЫ
Обычно диарилсульфоны являются стабильными, хорошо ..пнстачпизующпмися веществами. Они могут быть получены
2 цгарилсульфидов, а также реакциями нуклеофильного апоматического замещения с использованием натриевых солеи апптсутьфиновых кислот и нитрохлорбензолов или о-динитробен- Ха Другие методы получения этих соединении включают суль- (Ьонитпрование ароматических соединений по Фриделю Крафтсу С помощью сульфонилхлоридов и прямое сульфонилирование ароматических соединений сульфоновыми кислотами путем нагревания при 150— 180°С в течение длительного времени (до 20 ч). Эти методы получения диарилсульфонов подробно описаны в монографии Сьютера [93]. Описан синтез ароматических сульфонов с помощью реакции типа реакции Фриделя — Крафтса с использованием ангидридов сульфоновых кислот [94] и реагента, получаемого смешением RSO2F с SbFs [95].
Диарилсульфоны термически стабильны, так, например, ди-н-толилсульфон может быть перегнан без значительного разложения. Разрыв С—S-связи в диарилсульфонах возможен только в относительно жестких условиях, например при действии С12 при 150°C или теплого олеума [93]. При этом в первом случае основными продуктами являются хлорбензол и бензолсульфо- нилхлорид, а при обработке олеумом основным содержащим серу продуктом является PI1SO3H. Сообщалось, что при нагревании дифенилсульфона с серой при 250°C происходит восстановление сульфонильной группы с образованием сульфида. Однако в этих условиях другие диарилсульфоны образуют различные продукты расщепления.
Нитрование и другие реакции электрофильного замещения бензольное кольцо дифенилсульфона протекают почти исключи- rnJnnX лгега"положение- Принятые значения о для и n-SO2Me- группы составляют соответственно 0,65 и 0,75 [96].
новизУчепны^ Реакций ’ ароматических сульфо-
эта реакция быХГРУППНр°Трюса — Смайлса. Первоначально НИЯ аминХ^ Смай”ом 1971 ”а "Р>™ере превраще-
—«не н 2) приеое^™
с участием дигидроароматического интермедиата (95) (схема 54).
Предпочтительный путь реакции определяется природой сульфона и используемой системы основание — растворитель. В обоих случаях первой стадией является образование бензильного карбаниона (92). Далее устанавливается равновесие между (92) и (95). Если отсутствует источник протонов, то (92) реагирует в итоге по механизму прямого замещения. В присутствии донора протона (95) протонируется в (94), из которого (3-элиминированием может образоваться (93). Использование в качестве основания этоксида благоприятствует этому направлению реакции. Более сильные основания, такие, как трет-бутоксид, реагируют с (94) с отщеплением а-водорода; это приводит опять к равновесию (95) (92), что делает снова возможным реализацию обоих направлений реакции. Если структура сульфона такова, что атакуемое ароматическое ядро является частью нафталиновой системы, то преобладающим становится продукт присоединения по Михаэлю и перегруппировка в основном протекает как последовательность реакций присоединения — элиминирования.
ЛИТЕРАТУРА
С. J. М. Stirling, Internal. J. Sulfur Chern. (C), 1971, 6, 41.
2a. Л. R. Friedman and D. R. Graber, J. Org. Chem., 1972, 37, 1902.
E. A. Fehnel and P. R. Resnick, ibid., 1955, 20, 996.
3a. G. H. Posner and D. J. Brunelle, J. Org. Chem., 1972, 37, 3547.
G, Gardillo, D. Savoia, and A. Umani-Ronchi, Synthesis, 1975, 453.
4.5.67.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19а.4.5.67.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19а.f. Burnt. К”• КмЯс Tetrahedron Lett'ers. 1973. 2463.
4.
5.
6
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19а.
4.
5.
6
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19а.
C.I.TsUrllntp.C^^^^and R HJ. Org.
^ E Truce,uorutsKi,
Chern., 1970, 35, 4217. j q chem, 1971, 36, 1727.
g f" McDowell Gand^LM. Silling, J. Chem. Soc. (B), 1967, 3=1, и при
веденные там ссылки.j 0 ch 1970, 35, 3275.
W- Е. Truce and L- D. Markley, J. pergkin L ,974. 2387. _
Fatutta an •’Tetrahedron Letters, 1974, 408o
? £ “USandDM. 0 «. J. A™ch^>9^^l012-
iStonilrdl “"вепаапЛ ProrStol. and M. H. Kormaut. Compt. rend. (C).
Toaornbos, J. Strafing, and B. Zwanenburg, Tetrahedron, 1973, 29,
1375. v л R К Harding J Amer. Chern. Soc., 1976, 98, 3312.
^S^'X^ Г^^Ю’^» J. Org.
r Simon, and H. 1. Stoller. Mv. Ch™. Aota. 1976. 59,
К. Uneyama and S. Toru, Tetrahedron, Letters 1976, 44
p A Grieco and У. Masaki, J Org. Chern., 1974, 39, 2135.
R M. Hardy. H. N. Rydon, and R. C. Thompson, Tetrahedron Letters, 1968, 2525
K. L. Agarwal, M. Fridkin, E. Jay, and H. G. Khorana, J. Amer. Chern. Soc., 1973 95 2020
A. Schoberl and A. Wagner, in Houben-Weyl, ’Methoden der Organischen Chemie’ Thieme Verlag. Stuttgart, 1955, vol. IX, p. 250.
/. W. McFarland and D. N. Buchanan, J. Org. Chern., 1965, 30, 2003, и лри-
веденные там ссылки.
26. M. Julia and J. M. Paris, Tetrahedron Letters, 1973, 4833.
F. G, Bordwell and W. T. Brannen. Jr., J. Amer. Chem. Soc., 1964, 86, 4645.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
/. B. Hendrickson, A. Giga, and J. Wareing, J. Amer. Chem. Soc, 1974, 96, 2275.
В. B. Jarvis and B. A. Marten, J. Org. Chem., 1975, 40, 2587.
D. R. White, Tetrahedron Letters, 1976, 1753.
P. Robson, P. R. H. Speakman, and D. G. Stewart, J. Chem. Soc. (C), 1968, 2180.
A. Jonceyk, K. Bartko, and M. Makosza, J. Org. Chem., 1975, 40, 226.
W. E. Truce, L, A. Mura, P. J. Smith, and F. Young, J. Org. Chem., 1974, 39, 1449.
34a. F. G. Bardwell, Accounts Chem. Res., 1970, 3, 281.
346. F. G. Bardwell, in ‘Organosulfur Chemistry’, ed. M. J. Janssen, Wiley, New York, 1968.
34b. L. A. Paquette, Accounts Chem. Res., 1968, 1, 209.
A. K. Colter and R. E. Miller, Jr., J. Org. Chem., 1971, 36, 1898.
mC- J’ M- sllrUng. J. Chem. Soc. (B), 1968, 111; W. E. Truce,
w^‘ B- Lindy, and J. E. Parr, J. Org. Chem., 1968, 33, 43.
У Uce and T‘ C- Kinger, J. Org. Chem., 1970, 35, 1834.
Rondo and D. Tunemoto, Tetrahedron Letters, 1975, 1007.
n ^tn^elsson- and B. Lamm, Acta Chem. Scand., 1971, 25, 1555.
тЛ' Trost and P- E- SireBe’ J- Amer. Chem. Soc., 1975. 97, 2534, и приведенные там ссылки.н
н' ^St апДЛ; Р- Verhoeven, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 630.
and ‘ E- Larson, J. Org Chem., 1968, 33, 61: другие ппимепы
1966, 2129ТОГ° 1ИПа CM' такжс: ^- R°sst агг^ G. Pagani, Tetrahedron Letters,
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
F. Cooke and P. D. Magnus, J. C. S. Chern. Comm., 1976, 519.
G. A. Russell, E. T. Sabourin, and G. Hamprecht, J. Org Chern 1QRQ я 2339."'
K. Kondo and D. Tunemoto, Tetrahedron Letters, 1975, 1007, 1397.
M. Julia and B. Badet, Bull. Soc. chim. France, 1975, 1363.'
A. M. Van Leusen and J. Strafing, Quart, Reports Sulfur Chern 1970 5 r7
A. M. Van Leusen and J. Strafing, Rec. Trav. chim., 1965, 84, 140.’ ’‘
D. Seyferth and R. A. Woodruff, J. Organometallic Chern., 1974, 71, 335
A. M. Van Lausen, R. J. Mulder, and J, Strating, Rec. Trav. chim.,’ 1967 86
C, G. Venter, H. J. Barager, III, and M. A. Ward, J. Amer Chern Soc iq7r 97, 3238.‘
R. A. Abramovitch and J. Roy, Chern. Comm., 1965, 542.
R. A. Abramovitch, V. Alexanian, and E. M. Smith, J. C S Chern Comm 1972, 893.‘ ‘
54a./. F. King, Accounts Chern. Res., 1975, 8, 10.
G. Opitz, Angew. Chern. Internat. Edn., 1967, 6, 107.
R. J. Mulder, A. M. Van Leusen, and J. Strating, Tetrahedron Letters 1967 3057.’’
W. Kirmse, ‘Carbene Chemistry’, Academic, New York, 1971.
B. Zwanenburg and J. B. F. N. Engberts, Rec. Trav. chim., 1965, 84, 165
B. Zwanenburg, W. Middlebos, G. J. H. Hemke, and J. Strating, Rec. Trav. chim., 1971, 90, 429; /. Strating and J. Reitsema, ibid. 1966, 85, 421.
A. M. Van Leusen, P. Richters, and J. Strating, Rec. Trav. chim 1966 85 323.’
R.A. Abramovitch and R. G. Sutherland, Fortsch. Chern. Forsch., 1970,16,1.
H.Kwart and A. A. Khan, J. Amer. Chern. Soc., 1967, 89, 1950, 1951.
D. S. Breslow and M. F. Sloan, Tetrahedron Letters, 1968, 5349.
W,Lwowski and E. Scheiffele, J. Amer. Chern. Soc., 1965, 87, 4359.
. D.S, Breslow, M. F. Sloan, N. R. Newberg, and W. B. Renfrow, J.Amer.
Chern. Soc., 1969, 91, 2273.
D. S. Breslow, E. I. Edwards, E. C. Linsay, and H. Omura, ibid., 1976, 98, 4268.
M. F. Sloan, D. S. Breslow, and W. B. Renfrow, Tetrahedron Letters, 1964, 2905.
R. A. Abramovitch, T. Chellathurai, W. D. Holcomb, I. T. McMaster, and D. P. Vanderpool, J, Org. Chern., 1977, 42, 2920.
R. A, Abramovitch, T. Chellathurai, I. T. McMaster, T. Takaya, С. I. Azogu, and D. P. Vanderpool, J. Org. Chern., 1977, 42, 2914.
A. Johceyk, K- Bahko, and M. Makosza, J. Org. Chern., 1975, 40, 226.
P. F. Vogt and D. F. Tavares, Canad. J. Chern., 1969, 47, 2875.
R. Curd and F. DiFuria, Tetrahedron Letters, 1974, 4085.
T. Durst and К. C. Tin, Tetrahedron Letters, 1970, 2369.
F. de Reinach-Hirtzbach and T. Durst, Tetrahedron Letters, 1976, 3677.
У. Gaoni, Tetrahedron Letters, 1976, 503.
B. Corbel and T. Durst, J. Org. Chern., 1976, 41, 3648.
K. Schank and A. Weber, Synthesis, 1970, 367; K. Schank, Annalen, 1967, 702, 75
K. Schank, H, Hasenfratz, and A. Weber, Chern. Ber., 1973,,106, 1107.
G. Ferdinand and K. Schank, Synthesis, 1976, 404; G. Ferdinand, K. Schank, and A. Weber, Annalen, 1975, 1484.
G. Ferdinand and K. Schank, Synthesis, 1976, 408.
K. Schank, R. Wilmes, and G. Ferdinand, Internat. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 397
A. M. Van Leusen, G. J. M. Boerma, R. B. Helmholdt, H. Siderius, and J. Strating, Tetrahedron Letters, 1972, 2367.
A. M. Van Leusen, В. E. Hoogenboom, and H. Siderius, Tetrahedron Letters, 1972 2369e
О. H. Oldenziel and A. M. Van Leusen, Tetrahedron Letters, 1973 1357.
О, H. Oldenziel and A. M. Van Leusen, Tetrahedron Letters, 1974, lb .
84.85.86.87.88.89.84.85.86.87.88.89.. г Schroder. Angew. Chern. Internal. Edn., 1972, IL 311. U. Sch5Kkop1 Tetrahedron Letters. 1972, 2373; 1974, д V. । ОЛ Leuscri Uhm
84.
85.
86.
87.
88.
89.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
nM,nriel and A. M Van Leusen, Tetrahedron Letters, 1972, 2777.
O » ?ox and R Ghosh. Tetrahedron Letters, 1969. 3351.
D r Pe-s and F. P. Corson. Chern. Comm., 1969, 1187.
л' u P\’nn Leuven and J. C. Jagt, Tetrahedron Letters, 1970, 967.
A- и Vnn Leu fen and J. C. Jagt, Tetrahedron Letters. 1970, 971.
90a. A. M. \an x quistw and F. P. Corson. J. Org. Chern., 1970. 35. 4096. ff 'GCDenzer Jr.. P.^Allen, Jr., P. Conway, and J. TL van der \ een, J. Org. 92a ^Тк^ГагД'и^Е Mullan, J. Amer. Chern. Soc., 1976. 98, 4259, и приведен-
TKiceCand G. J. Kasperek, ibid., 1969, 91, 5510.
93.93.94.95.96.94.95.96.97.98.97.98.M Suter in ‘The Organic Chemistry of Sulfur", Wiley, New York, 1944, chapter VII;’ [Сьютер Ч. Л1. Химия органических соединений серы. Пер. с K^Huthmacher.1 (L Konig.^and F. Effenberger, Chem. Вег., 1975, 108, 2947. G. .4. Olah and H. C. Lin, Synthesis. 1974, 342.
93.
93.
94.
95.
96.
94.
95.
96.
97.
98.
97.
98.
С C. Price and S. Oae, "Sulfur Bonding", Ronald Press, New ^ork, 1962,
V Warren and S. Smiles. J. Chern. Soc., 1932. 27/4.
T. E. Truce and IF. IF. Brand, J. Org. Chern., 1970, 35, 1828.
СУЛЬФИМИДЫ
К. p. ДЖОНСОН (Wayne State University)
СВОЙСТВА СУЛЬФИМИДОВ
(2)(2)К сульфимидам, называемым также сульфилиминами, (Chemical Abstracts) и иногда иминосульфуранами, относят соединения с общей формулой (1). Обычно связь между серой и азотом в этих соединениях изображают в виде S=N. однако природа этой связи на самом деле недостаточно ясна [1]. Не известны примеры диастереомерных соединений, которые могли бы появиться за счет затрудненного вращения вокруг подобных связей сера — азот.
(2)
(2)
R-S—R1
8 NR2
(1)
пяаСпЯЗИ атома сеРы в сульфимидах образуют пирамиду, кото- С гпп™°ЛЬН0 устойчнва к пирамидальной инверсии. Сульфимиды тиомеорых™^^ замеслтителя^п могут существовать в энан- Это * рмах* ч™ обусловлено хиральностью атома серы. едХ^об"=Р™^о в 1927 г. на примере со-
чески активныТармическая Рацемизация нескольких опти- ных сульфимидов была изучена Оаэ с сотр. [3].
Для определения конфигурации некоторых сульфимидов — производных тиана был использован метод ЯМР [4].
Существенное влияние на химические и физические свойства сульфимидов оказывает природа заместителя при атоме азота (1; R2). Так называемые свободные сульфимиды, у которых R2 = Н, обычно являются нестабильными жидкостями [5, 6]. Наиболее известными представителями сульфимидов являются соединения, в которых R2 — арилсульфонильная или ацильная группы- обычно они представляют собой кристаллические твердые вещества. Известны сульфимиды, у которых R2 является водородом, алкилом, арилом, галогеном, цианогруппой, этоксикарбонильной’ алкил- и арилсульфонильной, бензоильной, ацетильной или гало- генацетильной группами [7].
дены ниже для типичного представителя тил-М-п-толилсульфонилсульфимида (3) указанным длины связей и углы между N-n-нитрофенилсульфимиде [9].Me\180 тмА 164 пм98»( S==KTдены ниже для типичного представителя тил-М-п-толилсульфонилсульфимида (3) указанным длины связей и углы между N-n-нитрофенилсульфимиде [9].Me\180 тмА 164 пм98»( S==KTMeMe159 mrso2-159 mrso2--Ме-МеКристаллическая и молекулярная структура некоторых сульфимидов была определена с помощью рентгеноструктурного анализа. Характерные длины связей и углы между связями приве- сульфимидов 8,8-диме- [8]. Очень близки к связями в 8,8-диметил-
дены ниже для типичного представителя тил-М-п-толилсульфонилсульфимида (3) указанным длины связей и углы между N-n-нитрофенилсульфимиде [9].
Me\180 тмА 164 пм98»( S==KT
дены ниже для типичного представителя тил-М-п-толилсульфонилсульфимида (3) указанным длины связей и углы между N-n-нитрофенилсульфимиде [9].
Me\180 тмА 164 пм98»( S==KT
Me
Me
159 mr
so2-
159 mr
so2-
-Ме
-Ме
В ИК-спектрах N-n-толилсульфонилсульфимидов имеются характерные полосы поглощения при 930—980, 1070—1090, 1130—1140 и 1260—1280 см-1. Две последние полосы относятся к симметричным и асимметричным колебаниям 8О2-группы. Поглощение в области 930—980 см-1 приписано валентным колебаниям связи N—SIV [10]. Полагают, что N-ацетилсульфимиды поглощают в области ^800 см-1 [И].
Химический сдвиг протонов (б) метильной группы у атома серы в 8-метил-8-фенил-Ы-л-толилсульфонилсульфимиде равен 6 2,84. Спектральные характеристики П-ацетил-5,8-диметилсульф- имида (4) и его гидрохлорида (5) приведены в табл. 11.юл [Н].
Me2S=NCOMe Me2S—NHCOMe СГ
(4) (5)
Максимум сульфимидов пами у атомаМаксимум сульфимидов пами у атомапоглощения в УФ-спектрах
Максимум сульфимидов пами у атома
Максимум сульфимидов пами у атома
с простыми алкильными или аРg
серы находится в области 228 нм ( g
Спектральные характеристики соединений (4) и (5) пит //./v.v.г
* i1
IТруппа
Вид спектра||
(51
ИК (c« )S— N
1565
797
1695
696, 576
221 (емакс 4760)
—
УФ (/.макс НМ)МеСО
1,80
2,14
ЯМР (6)ме5
2,64
3,28
лее). Это поглощение, вероятно, обусловлено наличием л-толил- моменты N-сульфонм и N-арилнронз- и етчыЬпммов Вычисленные значения дипольных моментов связей S—Nв ряде Хл-замещекныл Ы-фекил-З.З-диметнлсуль- фнмидов находятся' в области 3,59-4 63 Д [9]. Дипольный мо- мент S 5-диметил-М-/г-нптрофенилсульфимида равен 10,1 Д [9], в то время как у 5-метил-5-фенил^-п-толилсульфонилсульфими- да [12] он составляет 7,46 Д. Описаны масс-спектры сульфимидов [П, 13].
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИМИДОВ
Синтез сульфимидов из сульфидови N-галогенамидов
Впервые сульфимиды были получены реакцией сульфидов с хлорамином Т (уравнение 1) [14]. Этот метод используется до сих пор. Наиболее известными сульфимидами являются несом* ненно N-п-толилсульфонилпроизводные. Реакция проводится в воде или в водном метаноле, ацетоне или диоксане. Добавление небольших количеств уксусной кислоты увеличивает выход в реакциях хлорамина Т со слабонуклеофильными диарилсульфи- дами [15]. Для получения сульфимидов используют катализаторы фазового переноса в сочетании с водным хлорамином Т [16] или его тригидратом в качестве твердой фазы [17]; органическая фаза состоит из сульфида и органического растворителя (например, дихлорметана). Следует отметить, что в качестве побочных продуктов в этих реакциях часто образуются сульфоксиды. Предполагаемый механизм реакции показан ниже (уравнения 2-5) [15].
RaS + Me——SO2NClNa ^-^^ R2S=NSO2 /~\—Me(1)
(2)(2)TsNCINa 4- Н2О ^=> TsNHCl + NaOH
(2)
(2)
медленно *
R2s 4- TsNHCl ► R2SC1 4- NHTs
быстро
R2SC1 + NHTs > R2S=NTs + HC1(
R2SC1 + 'OH —> R2S=O + HC1
Для получения сульфимидов используют также N-галогенкарб- оксамиды (уравнения 6, 7). Общий метод получения разнообразных сульфимидов и (или) соответствующих аминосульфониевых солей показан на схеме 8. В качестве азотсодержащих нуклеофилов (GNH2) при этом используют алкил- и ариламины, сульфонамиды, карбоксамиды, а также соли сульфонамидов, карбоксамидов и цианамидов [18]. Амипосульфониевые соли образуются также в реакции N-хлорариламинов с сульфидами (см., например, уравнение 9). Такие соли являются интермедиатами в реакции орто-алкилирования ароматических аминов [19].
Me2SEt2SMe2SEt2SBrNHCOMe+> Me2S—NHCOMe Br"(81%)BrNHCOMe+> Me2S—NHCOMe Br"(81%)Et3N—► Me2S=NCOMe u°%)Et3N—► Me2S=NCOMe u°%)ClNHCO2Et +> Et2S—NHCO2Et СГ(50%)ClNHCO2Et +> Et2S—NHCO2Et СГ(50%)Et3N5(80—90%)Et3N5(80—90%)Et2S=NCO2EtEt2S=NCO2Etr2sr2sCI—z>низкаятемператураCI—z>низкаятемператураR2S—Z СГR2S—Z СГилиилисольсольсульфурансульфуранGNH2GNH2GNH Na*GNH Na*(6)(7)(8)(6)(7)(8)R2S—NHG СГR2S—NHG СГоснование> r2s=ngоснование> r2s=ng
Me2S
Et2S
Me2S
Et2S
BrNHCOMe+
> Me2S—NHCOMe Br"
(81%)
BrNHCOMe+
> Me2S—NHCOMe Br"
(81%)
Et3N
—► Me2S=NCOMe u°%)
Et3N
—► Me2S=NCOMe u°%)
ClNHCO2Et +
> Et2S—NHCO2Et СГ
(50%)
ClNHCO2Et +
> Et2S—NHCO2Et СГ
(50%)
Et3N5(80—90%)
Et3N5(80—90%)
Et2S=NCO2Et
Et2S=NCO2Et
r2s
r2s
CI—z>низкаятемпература
CI—z>низкаятемпература
R2S—Z СГ
R2S—Z СГ
или
или
соль
соль
сульфуран
сульфуран
GNH2
GNH2
GNH Na*
GNH Na*
(6)
(7)
(8)
(6)
(7)
(8)
R2S—NHG СГ
R2S—NHG СГ
основание
> r2s=ng
основание
> r2s=ng
CaOClPhNHCMe3CaOClPhNHCMe3—N—N
CaOCl
PhNHCMe3
CaOCl
PhNHCMe3
—N
—N
ClSMe2 Cl'
(9)(9)I Me2S I
(9)
(9)
PhNCMe3PhNCMe3
(oU /о)
Синтез сульфимидов из сульфоксидов
Сульф имиды можно получать конденсацией
с различными производными аминов и амидов. нелрнсаРцИИ про- сокореакционноспособными соединениями такие к
исходят без использования других Ре^геИТ°® %).Метил-п-то- [20-22]. Крам с сотр. [22] изучилии N,N-
лилсульфоксида с N-сульфинил-п-толуол > Ф е и обнаружи- бис (п-толилсульфонил) диимином серы и высокой степенью ли, что в обоих случаях реакции nl)OXO^l r3;-. конфигурации стереоспецифичности и сопровождаются инверсией конФ ун
у хирального атома серы. Однако Христепсен и Кьяер [23) пришли к выводу, что при взаимодействии N-фталоильного производного «2 (S),S(S)-метионинсульфоксида» с N-сульфинил-п-толуол- сульфопампдом в пиридине образуется соответствующий N-n-то- лилсульфонилсульфпмпд с сохранением конфигурации у атома серы. Этот пример является одним из немногих надежно установленных случаев замещения у атома серы с сохранением конфигурации.
АгЗОгХ
R2S=O R2S=NSO2Ar(10)
X = NSO, N=S=NSO2Ar, NCO
Амиды и некоторые амины могут конденсироваться с сульфоксидами с образованием сульфимидов в присутствии активирующих электрофильных реагентов. Роль последних состоит в том, что они превращают кислород сульфоксида в легко уходящую группу (уравнение 11). Первыми примерами таких реакций были конденсации алкил- и арилсульфоксидов с сульфонамидами в присутствии Р2О5, обнаруженные Тарбеллом и Вивером [24]. Крам с сотр. показали, что в присутствии триэтиламина эта реакция проходит с инверсией конфигурации [22]. В качестве других активирующих электрофильных реагентов для этих реакций используют уксусный и трифторуксуспый ангидриды, триоксид серы, концентрированную серную кислоту и трифторид бора [25]. В большинстве этих реакций использовали только диметилсульф- оксид (см., например, уравнение 12).
Е+ +RlNIb
R2S=O ► R2S— ОЕ > R2S=NR'(II)
SO3 +ArNH2
Me2S=O > Me2S—OSO3 ► Me2S=NAr (12)
Синтез сульфимидов из сульфидови нитренов
С хорошими или умеренными выходами сульфимиды получены при взаимодействии сульфидов с нитренами, генерированными фотохимически или термически (уравнение 13) [26]. Эндо и сотр. [27] предположили, что диалкилсульфиды взаимодействуют скорее с синглетными, чем с триплетными нитренами. Уменьшение выхода в фотохимических реакциях может быть обусловлено фотохимической нестабильностью сульфимидов [26].
GN3GN3hvhvGN:GN:r2s=^r2s=ngr2s=^r2s=ng(13)(13)
GN3
GN3
hv
hv
GN:
GN:
r2s
=^r2s=ng
r2s
=^r2s=ng
(13)
(13)
G = ArSO2, PhCO, EtO2C
Синтез «свободных» сульфимидов
Впервые незамещенные у азота сульфимиды были получены Аппелем и др. в 1958 г. (уравнения 14, 15) [28]. Оаэ с сотр [6J получили несколько «свободных» сульфимидов гидролизом N-толилсульфонилпроизводных действием концентрированной серной кислоты (уравнение 16). При комнатной температуре алкил- арил- и диалкилсульфимиды обычно неустойчивы. Ряд трициклических свободных сульфимидов получен при взаимодействии соответствующих сульфидов с мезитилсульфонилоксиамином (уравнение 17).
NHs
r2S + C12 —> R2SC12R2S=NH .(14)
R2S + NH2OSO3H + NaOMe —> R2S=NH(15)
"OSO3H
+основание
R2S=NTs + H2SO4 —> R2S—NH2 > R2S=NH I
основание >основание >
основание >
основание >
РЕАКЦИИ СУЛЬФИМИДОВ
Как под действием кислот, так и под действием оснований S-apил-S-мeтил-N-/г-тoлилcyльфoнилcyльфимиды могут гидролизоваться в соответствующие сульфоксиды и п-толуолсульфонамид [14, 22]. Крам и сотр. показали, что при щелочном гидролизе происходит инверсия конфигурации у атома серы [22]. Под действием концентрированной серной кислоты могут образовываться «свободные» сульфимиды [6].
«Свободные» сульфимиды можно алкилировать по атому азота действием алкилгалогенидов или электрофильных алкенов [6, 28]; N-n-толилсульфонилсульфимиды алкилируются оксониевыми солями, образуя устойчивые аминосульфониевые соли. При обработке этих солей водными растворами щелочей образуются сульфоксиды (с обращением конфигурации) и вторичный сульфонамид или регенерируется исходный сульфимид (уравнение 18) [30]. При взаимодействии дифенилсульфимида с некоторыми электрофильными алкенами образуются азиридины (уравнение 19) [6].
При действии различных окислителей сульфимиды могут окисляться в сульфоксимиды. В случае N-n-тол ил сульфонил сульфимидов окисление под действием обычных окислителен, , как перманганат калия [31] и пероксикислоты [22J, часто про- 376
•R-Bu-znpeirz^PhCH=CHCOPh + Ph2S=NH -^U"^ Ph</\+ Ph2S ^19)^OPh•R-Bu-znpeirz^PhCH=CHCOPh + Ph2S=NH -^U"^ Ph</\+ Ph2S ^19)^OPh
•R-Bu-znpeirz^
PhCH=CHCOPh + Ph2S=NH -^U"^ Ph</\+ Ph2S ^19)
^OPh
•R-Bu-znpeirz^
PhCH=CHCOPh + Ph2S=NH -^U"^ Ph</\+ Ph2S ^19)
^OPh
(73%)
исходит с плохим выходом вследствие низкой нуклеофильности серы в сульфимиде. По-впдимому, наилучшим реагентом для этого превращения является щелочной раствор пероксида водорода (уравнение 20) [32]. Свободные сульфимиды окисляются перйодатом натрия, перманганатом калия и тетраацетатом свинца [29].
R2S=NTs + Н2О2R2S=NTs + Н2О2"он, МеОН"он, МеОНООR2S=NTsR2S=NTs(20)(20)
R2S=NTs + Н2О2
R2S=NTs + Н2О2
"он, МеОН
"он, МеОН
О
О
R2S=NTs
R2S=NTs
(20)
(20)
Восстановление N-л-толилсульфонилсульфимидов в соответствующие сульфиды происходит под действием олова и соляной кислоты [33], трифенилфосфина [34], О,О-диэтилдитиофосфорис- той кислоты [34], серы [36], дифенилдисульфида [36], тиофенолов [35], цианид-иона [34], тиоцианат-иона [34], иона PhS~ [34] и иодид-иона [35].
В классической реакции Пуммерера сульфоксиды превращаются в сульфиды, содержащие в «-положении электроотрицательные заместители; атом серы при этом восстанавливается, а соседний углеродный атом окисляется [37] (см. разд. 11.6.3). Известны реакции Пуммерера и для сульфимидов (уравнение 21) [38]. Некоторые другие реакции, в том числе реакция М-тг-толплсульфо- нилсульфимидов с диметилсульфоксидом [39] и спиртовым раствором гидроксида калия [40], по своему механизму родственны реакции Пуммерера.
70—75 °C+
Me2S=NAc -f- Ас2О>■ [Me2S—NAc2 "OAc] —>
► [MeS=CH2 + "NAc2 + HOAc] —> MeSCH2OAc + HNAc2 (21)
(63%)(58%)
ИМеюЩие Р-водородный атом, при пиролизе анялпгЩаЮТСЯ В алкепы I28’ 41, 421- По-видпмому, эта реакция ппРеакциям оксидов аминов и сульфоксидов и проходит
Липолизы17 согласованиого чцс-элимппнрованпя (уравнение 22). Р N-л-толилсульфонилсульфимидов протекает несколько
быстрее, чем пиролиз соответствующих сульфоксидов, но медлен нее, чем аналогичное превращение оксидов аминов. При пиролиз К-ацетил-5,5-диметил сульфимида происходит перегруппировка1 аналогичная реакции Пуммерера.р
R—s у
Ts-Ь А RSNHTS + >-<(22)
S-Аллилсульфимиды легко подвергаются сигматропным пере группировкам (уравнение 23), поэтому во многих случаях их невозможно выделить [43]. Клаус с сотр. показали, что при обработке основаниями N-арилсульфимиды претерпевают перегруппировку, напоминающую перегруппировку Соммле (уравнение 24) [44]. Аналогичная перегруппировка амипосульфонневых солей была использована Гассманом с сотр. для орто-алкилирования ариламинов (уравнение 25, см. также уравнение 9) (19).
Анионы, образующиеся из N-и-толилсульфонилсульфимидов, используют в качестве нуклеофильных реагентов — переносчиков алкилиденового остатка (см. разд. 11.15.3) [45, 46].
ЛИТЕРАТУРА
N. D. Epiotis, R. L. Yates, F. Bernardi, and S. Wolfe, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 5435, и приведенные там ссылки.
S. G. Clarke, J. Kenyon, and H. Phillips, J. Chem. Soc., 1927, 188.
N, Furukawa, K. Harada, and S. Oae, Tetrahedron Letters, 1972, 1377.
J. B. Lambert, С. E. Mixan, and D. S. Bailey, Chem. Comm., 1971, 316.
R. Appel and W. Buchner, Chem. Ber., 1962, 95, 855.
N. Furukawa, T. Omata, T. Yoshimura, T. Aida, and S. Oae, Tetrahedron Letters, 1972, 1619; N. Furukawa, S Oae, and T. Yoshimura, Synthesis, 1976, 30.
H. Rise, G. F. Whitfield, and D. Swern, J. Org. Chem., 1972, 37, 1121.
О A F Cameron, N. J. Hair, and D. G. Morris, J. C. S. Packin II, 1973, 1951
E L. Eliel, J. Koskimies, A. T. McPhail, and D. Swern, J. Org. Chern., 1976,
m r’Tsujihara, N. Furukawa, and S. Oae, Bull. Chem. Soc. Japan, 1970, 43, 2153-
A Rucsman, I. Rapovits. and F. Ruff, Tetrahedron, 1966, 22, 1575.
и N Rise, G. F, Whitfield, and D. Swern, Tetrahedron Letters, 1971, 1761.
H Goetz and J, Schmidt, Tetrahedron Letters, 1971, 2089.
G. F. Whitfield, H, S. Beilan, D. Saika, and D. Swern, J. Org. Chem., 1974, 39, 2148
u r H. Nicolet and 1. D. Willard, Science, 1921, 53, 217; F. G. Mann and W J Pope, J- Chem. Soc., 1922, 121, 1052; H. S. Paper, Report to British Chemical Warfare Department, vol. 40 (May 1917) (Chem. Abs., 1922, 16, 28559)•
K. Tsujihara, N. Furukawa, R. Oae, and S. Oae, Bull. Soc. Chem. Japan, 1969, ' 42, 2631, и приведенные там ссылки.
К В. Sharpless, неопубликованные данные.
С. R. Johnson and К. Mori, неопубликованные данные.
A. D. Dawson and D. Swern, J. Org. Chem., 1977, 42, 592.
P. G. Gassman and G. D. Gruetzmacher, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 5487.
G. Schulz and G. Rresze, Angew. Chem., 1963, 75, 1022.
2L C. Ring, J. Org. Chem., 1960, 25, 352.
D.J.Cram, J. Day,D. R. Rayner,D.M. von Schriltz,D. J.Duchamp,and
' D.C.Garwood, J. Amer. Chem. Soc.,1970, 92, 7369.
B. W. Christensen and A. Kjaer, Chem. Comm., 1969, 934.
D.S.Tarbell and C.Weaver, J. Amer.Chem. Soc., 1941,63, 2939.
T.E.Varkey, G F.Whitfield, andD.Swern, J. Org. Chem.,1974,39,3365;
A. K. Sharma, T. Ku, A. D. Dawson, and D. Swern, ibid., 1975, 40, 2758.
L. Horner and A. Christmann, Chem. Ber., 1963, 96, 388; У. Hayashi and D. Swern, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 5205.
W. Ando, N. Ogino, and T. Migita, Bull. Soc. Chem. Japan, 1971, 44, 2278.
R. Appel W. Buchner, and E. Guth, Annalen, 1958, 618, 53; R. Appel and HZ. Buchner, Chem. Ber., 1962, 95, 849, 855, 2220.
P. Stoss and G. Satzinger, Tetrahedron Letters, 1974, 1973; Ger. Pat., 1974. 2244, 727.
C. R. Johnson, J. J. Rigau, M. Haake, D. McCants, Jr,, J. E. Keiser, and A. Gertsema, Tetrahedron Letters, 1968, 3719.
P. K. Claus, WL Rieder, P. Hofbauer, and E. Vilsmaier, Tetrahedron, 1975, 31. 505.
C. R. Johnson and R. A. Kirchhoff, неопубликованные данные.
A. S. F. Ash, F. Challenger, and D. Greenwood, J. Chem. Soc., 1951, 1877.
T. Aida, N. Furukawa, and S. Oae, Tetrahedron Letters, 1971, 4255; A. Nakanishi, and S. Oae, Chem. and Ind. (London), 1971, 960; S. Oae, T. Yagihara, „ and T. Okabe, Tetrahedron, 1972, 28, 3203.
C. Dell’Erba, G. Guanti, G. Leandre, and G. P. Corallo, Internat. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 261; C. Dell’Erba, G. Guanti, G. Gaiani, and G. Garbarino, Gaz- zetta, 1971, 101, 890.
S. Oae, Y. Tsuchida, K. Tsujihara and N. Furukawa, Bull. Soc. Chem. Japan, 1972, 45, 2856.
C. R. Johnson and W, G. Phillips, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 682.
H. Rise, G. F. Whitfield, and D. Swern, Tetrahedron Letters, 1971, 4839.
R. Tsujihara, T. Aida N. Furukawa and S. Oae, Tetrahedron Letters, 1970, 3415.
H. Kobayashi, N. Furukawa, T, Aida, K. Tsujihara, and S. Oae, Tetrahedron Letters, 1971, 3109.•
K. Tsujihara, R. Harada, N. Furukawa, and S. Oae, Tetrahedron, 1971, 27, 6101.
la' Kise, G. F. Whitfield, and D. Swern, J. Org. Chem., 1972, 37, 1125.
F. Challenger, in ‘Organic Sulfur Compounds’, ed. N. Kharasch; Pergamon Press, New York, 1961, vol. 1, chapter 29.
P. Claus and №. Rieder, Monatsh., 1972, 103, 1163.
„ н Matsushima М. Ikeda, and К. Sumoto^ Synthesis, 1976, 35.
У. Tamura, H. Matsus 'T t {ourth National Organic Symposium of the опубликованные данные.
СУЛЬФОКСИМИДЫ
К. Р. ДЖОНСОН (Wayne State University)
СВОЙСТВА СУЛЬФОКСИМИДОВ
Сульфоксимиды (1), называемые также сульфоксиминами (Chemical Abstracts), впервые были открыты Уайтхедом и Бентли в 1950 г. [1]. Этим соединениям, которые можно рассматривать как азааналоги сульфонов, посвящено несколько обзоров [2—4]. Для сульфоксимидов характерны многие свойства сульфонов, например наличие кислых а-водородных атомов; однако наличие атома азота приводит к дополнительной возможности структурных изменений, появлению центра основности и нуклеофильности, а также к хиральности атома серы [2].
О
R—S—R1 (1)
II
N—R2
Значения рКа некоторых характерных производных сульфокси мидов и родственных соединений приведены ниже.
В диметилсульфоксиде [4а]:
О
О
о
II
II
PhSC//3
PhSC//3
PhSC//3
О
PhSCZZ3
II NMe
—49
—32,5
О
II
PhSC/73
II
NTs
—29,0
О
II PhSCHs
II
Nfl
—32
О
PhSC//3
II NTs
PhS+C//3 "BF4
NMe2
27,7
В воде [5]:
О
24,5
24,3
О
14,4
L
PhS Me I N/fa
2,7
СГ
СН3(СН2)з5+(СН2)зСНз СГ 1
n//2
3,3
Описаны масс-спектры и ИК-спектры сульфоксимидов [5]. о ИК-спектре М,8-диметил-8-фенилсульфоксимида имеются ильные полосы- поглощения при 1145 и 1235 см-1 (без раствори- с‘ я) уф-Спектры сульфоксимидов аналогичны спектрам сульфонов [6]- Химические сдвиги сигналов протонов (6), находящихся «-положении к атому серы, в различных функциональных производных приведены ниже (спектры ПМР в CDC13):ОООписаны масс-спектры и ИК-спектры сульфоксимидов [5]. о ИК-спектре М,8-диметил-8-фенилсульфоксимида имеются ильные полосы- поглощения при 1145 и 1235 см-1 (без раствори- с‘ я) уф-Спектры сульфоксимидов аналогичны спектрам сульфонов [6]- Химические сдвиги сигналов протонов (6), находящихся «-положении к атому серы, в различных функциональных производных приведены ниже (спектры ПМР в CDC13):ООIIPhSCH3(2,4)PhSCH30II(2,7)PhSCH3II ООII(3,0)PhSCH3IINTs3ОII(2,8)PhSCH3IINH 0 II(3,1)(2,9)PhSCH3 II NCH3 0II(3,1)(2,7)PhSCH3NTs3(3,4)C1SCH3 II NBu-h(3,6)C1SCH3NTs3(3,8)IIPhSCH3(2,4)PhSCH30II(2,7)PhSCH3II ООII(3,0)PhSCH3IINTs3ОII(2,8)PhSCH3IINH 0 II(3,1)(2,9)PhSCH3 II NCH3 0II(3,1)(2,7)PhSCH3NTs3(3,4)C1SCH3 II NBu-h(3,6)C1SCH3NTs3(3,8)3 Химический сдвиг сигналов протонов метильной группы этого заместителя 6 2,4.3 Химический сдвиг сигналов протонов метильной группы этого заместителя 6 2,4.
Описаны масс-спектры и ИК-спектры сульфоксимидов [5]. о ИК-спектре М,8-диметил-8-фенилсульфоксимида имеются ильные полосы- поглощения при 1145 и 1235 см-1 (без раствори- с‘ я) уф-Спектры сульфоксимидов аналогичны спектрам сульфонов [6]- Химические сдвиги сигналов протонов (6), находящихся «-положении к атому серы, в различных функциональных про
изводных приведены ниже (спектры ПМР в CDC13):
ОО
Описаны масс-спектры и ИК-спектры сульфоксимидов [5]. о ИК-спектре М,8-диметил-8-фенилсульфоксимида имеются ильные полосы- поглощения при 1145 и 1235 см-1 (без раствори- с‘ я) уф-Спектры сульфоксимидов аналогичны спектрам сульфонов [6]- Химические сдвиги сигналов протонов (6), находящихся «-положении к атому серы, в различных функциональных про
изводных приведены ниже (спектры ПМР в CDC13):
ОО
II
PhSCH3
(2,4)
PhSCH3
0
II
(2,7)
PhSCH3
II О
О
II
(3,0)
PhSCH3
II
NTs3
О
II
(2,8)
PhSCH3
II
NH 0 II
(3,1)
(2,9)
PhSCH3 II NCH3 0
II
(3,1)
(2,7)
PhSCH3
NTs3
(3,4)
C1SCH3 II NBu-h
(3,6)
C1SCH3
NTs3
(3,8)
II
PhSCH3
(2,4)
PhSCH3
0
II
(2,7)
PhSCH3
II О
О
II
(3,0)
PhSCH3
II
NTs3
О
II
(2,8)
PhSCH3
II
NH 0 II
(3,1)
(2,9)
PhSCH3 II NCH3 0
II
(3,1)
(2,7)
PhSCH3
NTs3
(3,4)
C1SCH3 II NBu-h
(3,6)
C1SCH3
NTs3
(3,8)
3 Химический сдвиг сигналов протонов метильной группы этого заместителя 6 2,4.
3 Химический сдвиг сигналов протонов метильной группы этого заместителя 6 2,4.
Описан синтез нескольких сопряженных циклических сульфоксимидов, например (2), содержащих атомы S и N в шестичленном кольце [3, 7]. По данным спектров ПМР и ЯМР 13С эти соединения не обнаруживают признаков ароматичности, что подтверждает их илидную структуру, например типа (3).
Аг=С6Н4Ме-п
Сульфоксимиды находят широкое применение в качестве дефолиантов, гербицидов, детергентов, антифунгицидных препаратов, препаратов для отделки тканей, препаратов, снижающих кровяное давление, и препаратов, успокаивающих центральную нервную систему [3].
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОКСИМИДОВ
Синтез сульфоксимидов из сульфоксидов
Первоначальный метод получения сульфоксимидов, предложенный Уайтхедом и Бентли [1] основанный на использовании азотистоводородной кислоты, до сих пор остается одним из
основных методов их синтеза. Серную кислоту прибавляют к сус пензии азида натрия в хлороформе, содержащем сульфоксид (упав нение 1). Предполагают, что реакция происходит путем нуклео фильной атаки сульфоксида по протонированной азотисто водородной кислоте (4) [8]. Стасс и Сатзингер [9] предложили использовать полифосфорную кислоту в качестве катализатора растворителя. В сильнокислых условиях этих реакций часто про исходит гетеролиз связи углерод—сера, если отщепляющиеся при этом алкильные группы могут образовать устойчивые карбе ниевые ионы (уравнение 2) [8], поэтому эти методы нельзя использовать для синтеза S-бензил-, S-грег-алкил- и аналогичных сульфоксимидов.
H-S-RH-S-RNaN3, H2SO4СНС13NaN3, H2SO4СНС13О
H-S-R
H-S-R
NaN3, H2SO4
СНС13
NaN3, H2SO4
СНС13
v I!
•N^-H7^
NH
ОО
II||КОНЦ. H2SO4
R S R или R S—R>■—>. Алкены и т. д.
NH
Метод прямого синтеза «свободных» сульфоксимидов, предложенный Тамура и др., основан на возможности аминирования сульфоксидов в мягких условиях мезитилсульфонилоксиамином [10]. К сожалению, этот реагент не очень устойчив. Этот метод использован для синтеза оптически активных сульфоксимидов из оптически активных сульфоксидов с сохранением конфигурации (уравнение 3) [11].
Оо
„ „ , II2,4,6-МезСвН25ОзИН2||
n-MeC6H4—S—CH2Ph —- - ■ -> n-MeC6H4—S—CH2Ph(3)
hno2||
NH
(+)-(R)(+)-(R)
Общий путь синтеза N-замещенных сульфоксимидов основан на использовании сульфоксидов в качестве перехватчиков нитренов, генерированных из различных предшественников. В широко используемой методике, предложенной Квартом и Каном [12], нитрены генерируются разложением арилсульфонилазидов, катализируемом медью (уравнение 4) [13]. 8,8-Диметил-М-п-толилсульф- онилсульфоксимид легко получается из хлорамина Т и диметилсульфоксида в присутствии порошка меди или растворимых солей меди (уравнение 5) [13, 14]. Сульфоксимиды образуются также из промежуточно возникающих нитреновых интермедиатов, генерируемых при окислении тетраацетатом свинца N-аминофтали- 882
а N-аминолактамов и сульфонамидов (уравнение 6) [3]. Разнообразные методы синтеза сульфоксимидов, основанные на сПользованип нитреновых интермедиатов, генерированных фото- щтическн, пиролитически или реакциями а-элиминирования, описаны в обзоре [3].
IIСи" ||
R—S—R + TsN3 -——>■ R—S—R
NTs
(5)
ООIIСи0 ПЛИ Cui! IIMe—S—Me + TsNCINa >- Me2S=NTsООIIСи0 ПЛИ Cui! IIMe—S—Me + TsNCINa >- Me2S=NTsОООО(6)(6)ОIIMe—S—MeОIIMe—S—Meтрет-BuOCl—60 °Cтрет-BuOCl—60 °CОВи-трет" IMe2S— ClОВи-трет" IMe2S— ClArNH2ArNH2ОII Me2S=NArОII Me2S=NAr(7)(7)Ряд М-арил-5,5-диметплсульфоксимидов был получен Сверном с сотр. реакцией комплекса (вероятно, сульфурана), образующегося из трет-бутилгипохлорита и диметилсульфоксида, с ариламина- ми (уравнение 7) [15].
ОО
IIСи0 ПЛИ Cui! II
Me—S—Me + TsNCINa >- Me2S=NTs
ОО
IIСи0 ПЛИ Cui! II
Me—S—Me + TsNCINa >- Me2S=NTs
ОО
ОО
(6)
(6)
О
II
Me—S—Me
О
II
Me—S—Me
трет-BuOCl
—60 °C
трет-BuOCl
—60 °C
ОВи-трет" I
Me2S— Cl
ОВи-трет" I
Me2S— Cl
ArNH2
ArNH2
О
II Me2S=NAr
О
II Me2S=NAr
(7)
(7)
Синтез сульфоксимидов из сульфимидов
Окисление легко доступных Ы-п-толилсульфонилсульфимидов Щелочным раствором пероксида водорода (см. разд. 11.10.2) является превосходным путем синтеза N-n-толилсульфонилсульф- оксимидов (см. разд. 11.10.3).
Другие методы получения сульфоксимидови родственных сульфонимидоильных производных
Аренсульфонимидоилхлориды впервые были получены в 1960 г. Левченко с сотр. при взаимодействии аренсульфинилхлоридов с N-галогенсульфона мидами (уравнение 8) [16]. Более общий метод получения сульфонимидоилхлоридов, предложенный Джон- соном с сотр., основан на окислении первичных и вторичных суль- финамидов соединениями — источниками положительно заряжен- н°го хлора (уравнение 9) [17]. Сульфонимидоилхлориды вступают в те же реакции, что и сульфонилхлориды, и поэтому находят применение в синтезе ряда других соединений, содержащих
сульфонимидоильную группу (см. разд. 11.11.3).
оО
IIII
(8)(9)(8)(9)Ar—S—Cl + TsNCINa —► Аг—S—Cl + NaCl
(8)
(9)
(8)
(9)
NTs
Оо
IIII
R—S—NHR + C1X —► R—S—С1
II
NR
X = С1, OBu-трег, бензотриазолил-1
При взаимодействии N-л-толилсульфониларенсульфонимидоил- хлоридов с алкенами и алкинами в присутствии кислот Льюиса образуются S-винилсульфоксимиды (уравнение 10) [18]. Для синтеза N-алкил- или N-арилсульфоксимидов используют реакцию литийорганических реагентов с арилсульфонимидоатами (уравнение 11) [19].
О0
Кислота ЛьюисаII
-S-C1 +PhCH=CH2 ■> Ar—S—CH=CHPh(10)
И2-Et3NII
NTsNTs
оо
(ID(IDII MeLl II
(ID
(ID
Ph—S—OPh ► Ph—S—Me(67%)
III'
NCH2PhNCH2Ph
РЕАКЦИИ СУЛЬФОКСИМИДОВ
как и б<мьшинст^А ЯВЛЯЮТся Довольно стабильными веществами, ординированной серь^такиТ как^1™ ™естивалентной четырехколоты.’ таких> как сульфоны и сульфоновые кис-
зу, окислению и ra^ Д0в0льн0 Устойчивы к гидролизу, термоли- оксимидовсстановлению. Реакционноспособность, сульф-
электронной „а™ v опРедаля<™ наличием свободной атомов. Р У атома азота или кислотностью а-водородных раство^м^ ЛвИ СИЛЬНЫх протонных кислот обычно
имиды, содепжашир q сильнополярных кислых средах сульфокс- легко распалаютра S-трет-алкильные или бензильные группы, тезировал произволгетеР0лиза С—S-связи. Уайт син-
вительны к нагреваний СУЛЬФОКСИМИД°В- которые особенно чувствам для синтрЛ ’ ТеРмолиз этих соединений был использо- ^альных cvnKAn^ (Уравнение 12) [20]. Для разделения фоновой кислотой ИМИДОВ используют их соли с камфор- 10-суль- ными металлами ‘ ^УльФ0Чсимиды образуют комплексы с различ-
аллами, В ТОМ числе с Ац1 и Си11
11.11.3.1. Алкилирование, ацилирование, галогенирование, металлирование и другие реакции замещения у атома азота11.11.3.1. Алкилирование, ацилирование, галогенирование, металлирование и другие реакции замещения у атома азотаСвободные сульфоксимиды легко алкилируются по атому азота при действии триалкилоксониевых солей (уравнение 13) и электрофильных алкенов (уравнение 14) [21]. Диалкилирование (уравнение 15) приводит к диалкиламинооксосульфониевым солям, которые используют для получения ряда илидов (см. гл. 11.15)’ [2]. Для монометилирования лучше всего использовать формальдегид и муравьиную кислоту (см. уравнение 15) [2]. Для свободных сульфоксимидов характерны также реакции ацилирования, сульфопилирования и другие родственные реакции (схема 16) [4, 22].ООоIIEt3O+ -BF4 IINa2CO3 ||Me2S=NH > Me2S— NHEt "BF4 —:> Me2S=NEt (13)О+ОIINaH (кат.)IIPh—S—Me + CH2=CHCO2Me => Ph—S—Me(14)IICgHg ||NHN(CH2)2CO2MeоОоJ HCO2H II Me3Q+ -BF4 Ik Ph—s—Me ——■ ■ > Ph—S—Me > Ph—S—Me *BF4 (15)II H2C0 |||NHNMeNMe2ООО„ IIAc2O II BrCN IIRR’S=NAc "V_— RR'S=NH *- RR'S=NCNСвободные сульфоксимиды легко алкилируются по атому азота при действии триалкилоксониевых солей (уравнение 13) и электрофильных алкенов (уравнение 14) [21]. Диалкилирование (уравнение 15) приводит к диалкиламинооксосульфониевым солям, которые используют для получения ряда илидов (см. гл. 11.15)’ [2]. Для монометилирования лучше всего использовать формальдегид и муравьиную кислоту (см. уравнение 15) [2]. Для свободных сульфоксимидов характерны также реакции ацилирования, сульфопилирования и другие родственные реакции (схема 16) [4, 22].ООоIIEt3O+ -BF4 IINa2CO3 ||Me2S=NH > Me2S— NHEt "BF4 —:> Me2S=NEt (13)О+ОIINaH (кат.)IIPh—S—Me + CH2=CHCO2Me => Ph—S—Me(14)IICgHg ||NHN(CH2)2CO2MeоОоJ HCO2H II Me3Q+ -BF4 Ik Ph—s—Me ——■ ■ > Ph—S—Me > Ph—S—Me *BF4 (15)II H2C0 |||NHNMeNMe2ООО„ IIAc2O II BrCN IIRR’S=NAc "V_— RR'S=NH *- RR'S=NCNTsCl, C5H5NTsCl, C5H5NR2NCOR2NCOCOC12, основаниеCOC12, основание(16)(16)ооооооООRR'S=NTsRR'S=NTsRR'S=NCONHR2RR'S=NCONHR2RRiS=NCON=SRR‘RRiS=NCON=SRR‘
11.11.3.1. Алкилирование, ацилирование, галогенирование, металлирование и другие реакции замещения у атома азота
11.11.3.1. Алкилирование, ацилирование, галогенирование, металлирование и другие реакции замещения у атома азота
Свободные сульфоксимиды легко алкилируются по атому азота при действии триалкилоксониевых солей (уравнение 13) и электрофильных алкенов (уравнение 14) [21]. Диалкилирование (уравнение 15) приводит к диалкиламинооксосульфониевым солям, которые используют для получения ряда илидов (см. гл. 11.15)’ [2]. Для монометилирования лучше всего использовать формальдегид и муравьиную кислоту (см. уравнение 15) [2]. Для свободных сульфоксимидов характерны также реакции ацилирования, сульфопилирования и другие родственные реакции (схема 16) [4, 22].
ООо
IIEt3O+ -BF4 IINa2CO3 ||
Me2S=NH > Me2S— NHEt "BF4 —:> Me2S=NEt (13)
О+О
IINaH (кат.)II
Ph—S—Me + CH2=CHCO2Me => Ph—S—Me(14)
IICgHg ||
NHN(CH2)2CO2Me
оОо
J HCO2H II Me3Q+ -BF4 Ik Ph—s—Me ——■ ■ > Ph—S—Me > Ph—S—Me *BF4 (15)
II H2C0 |||
NHNMeNMe2
ООО
„ IIAc2O II BrCN II
RR’S=NAc "V_— RR'S=NH *- RR'S=NCN
Свободные сульфоксимиды легко алкилируются по атому азота при действии триалкилоксониевых солей (уравнение 13) и электрофильных алкенов (уравнение 14) [21]. Диалкилирование (уравнение 15) приводит к диалкиламинооксосульфониевым солям, которые используют для получения ряда илидов (см. гл. 11.15)’ [2]. Для монометилирования лучше всего использовать формальдегид и муравьиную кислоту (см. уравнение 15) [2]. Для свободных сульфоксимидов характерны также реакции ацилирования, сульфопилирования и другие родственные реакции (схема 16) [4, 22].
ООо
IIEt3O+ -BF4 IINa2CO3 ||
Me2S=NH > Me2S— NHEt "BF4 —:> Me2S=NEt (13)
О+О
IINaH (кат.)II
Ph—S—Me + CH2=CHCO2Me => Ph—S—Me(14)
IICgHg ||
NHN(CH2)2CO2Me
оОо
J HCO2H II Me3Q+ -BF4 Ik Ph—s—Me ——■ ■ > Ph—S—Me > Ph—S—Me *BF4 (15)
II H2C0 |||
NHNMeNMe2
ООО
„ IIAc2O II BrCN II
RR’S=NAc "V_— RR'S=NH *- RR'S=NCN
TsCl, C5H5N
TsCl, C5H5N
R2NCO
R2NCO
COC12, основание
COC12, основание
(16)
(16)
о
о
о
о
о
о
О
О
RR'S=NTs
RR'S=NTs
RR'S=NCONHR2
RR'S=NCONHR2
RRiS=NCON=SRR‘
RRiS=NCON=SRR‘
ны^3 СВ0^0Днь1х сульфоксимидов образуются N-галогенпроизвод- e пРи взаимодействии с гипохлоритом или другими реагент.а-
13 Зак. 497оо.:
ми — источниками положительно заряженного галогена (уравнение 17) [23]. При реакции N-хлорсульфоксимидов с трет-бутил- гипохлорптом с последующим восстановлением сульфитом натрия образуются а-хлорсульфоксимиды (уравнение 17) [24]. При взаимодействии свободных сульфоксимидов с натрием (уравнение 18), гидридом натрия, литийалкилами и другими сильными ме- таллорганическими основаниями образуются металлированные ио азоту производные. Известны также N,C-дилитиeвыe производные, например (5) (уравнение 19) [23].
ооООООPh—S—MePh—S—MeNaOClNaOClPh—S—MePh—S—Meтр<?г-ВиОС1тр<?г-ВиОС1Na2SO3Na2SO3Ph— S — СН2С1Ph— S — СН2С1(17)(17)
о
о
О
О
О
О
Ph—S—Me
Ph—S—Me
NaOCl
NaOCl
Ph—S—Me
Ph—S—Me
тр<?г-ВиОС1
тр<?г-ВиОС1
Na2SO3
Na2SO3
Ph— S — СН2С1
Ph— S — СН2С1
(17)
(17)
NHОNHОNCI ОNCI ОNHОNHО
NH
О
NH
О
NCI О
NCI О
NH
О
NH
О
R—S-R1R—S-R1Na II ► R—S—R1Na II ► R—S—R1BrCH2CO2R2>BrCH2CO2R2>R—S—R1R—S—R1(18)(18)NH ОNH ОNNaОNNaОNCH2CO2R2 оNCH2CO2R2 оPh—S—MePh—S—MeBuLl> Ph—S—MeТГФBuLl> Ph—S—MeТГФBuLlBuLlТГФТГФPh—S—CH2LiPh—S—CH2Li(19)(19)NHNHNLiNLiNLiNLi
R—S-R1
R—S-R1
Na II ► R—S—R1
Na II ► R—S—R1
BrCH2CO2R2>
BrCH2CO2R2>
R—S—R1
R—S—R1
(18)
(18)
NH О
NH О
NNa
О
NNa
О
NCH2CO2R2 о
NCH2CO2R2 о
Ph—S—Me
Ph—S—Me
BuLl
> Ph—S—Me
ТГФ
BuLl
> Ph—S—Me
ТГФ
BuLl
BuLl
ТГФ
ТГФ
Ph—S—CH2Li
Ph—S—CH2Li
(19)
(19)
NH
NH
NLi
NLi
NLi
NLi
(5)
Восстановление сульфоксимидов
Интересные и необычные реакции происходят при обработке N-aлкил-S-apилcyльфoкcимидoв амальгамой алюминия в водном тетрагидрофуране (уравнения 20—22) [25, 26]. При этом сохраняется конфигурация у атома серы. Во всех других описанных ранее случаях расщепление связи углерод — сера под действием амальгамы алюминия происходило только при наличии карбонильной группы в ^-положении к атому серы в сульфидах, сульфоксидах или сульфонах.
ОО
IIAl/HgII
Ph-S-R -н/о. ТГФ> Ph-S-NHMe + RH(20)
NMe
ОО
IIAl/HgII
ph—S—OPh —---- -- ► Ph—S—NHMe-ь PhOH(21)
||H2O, ТГФ
NMe
ОО
11+Al/HgII
Ph-s—Me "BF4 Hq т1:-ф> Ph—S—Me + MeaNH(22)
ооAr—S—MeAr—S—Mehomoили NO* PFqhomoили NO* PFqОIIAr—S— MeОIIAr—S— Me(23)(23)
о
о
Ar—S—Me
Ar—S—Me
homo
или NO* PFq
homo
или NO* PFq
О
IIAr—S— Me
О
IIAr—S— Me
(23)
(23)
NH
Ппи обоаботке нитрозирующими агентами свободные сульф- окс™"л» ‘У»Ф« ‘ СОХраНеНЮМ
ции у атома серы (уравнения 3 и 23) [23].
Карбанионы, стабилизированные сульфонимидоильной группой
ООIIВиЫ||Ph—S—Me ——>• Ph— S—CH2L1 IIТГФIINMeNMeООIIВиЫ||Ph—S—Me ——>• Ph— S—CH2L1 IIТГФIINMeNMeПри обработке литийалкилами в тетрагидрофуране N.S-диал- килсульфоксимиды легко депротонируются с образованием стабильных карбанионов (см., например, уравнение 24) Джонсон с сотр. детально изучили реакции как рацемической формы, так и чистых изомеров 5-литийметил-П-метил-5-фепилсульфоксимида (6). При присоединении рацемата (6) к альдегидам и кетонам и последующем восстановительном элиминировании образующегося В-гидроксисульфоксимида с высокими выходами получаются алкены (см., например, уравнение 25) [27]. Этот метод является удобной альтернативой реакции Виттига. При присоединении разделенных изомеров (6) к прохиральным альдегидам и кетонам с последующим разделением образующихся диастереомерных p-гидроксисульфоксимидов и их десульфуризацией получаются оптически чистые спирты (уравнение 26) [25, 28].
ОО
IIВиЫ||
Ph—S—Me ——>• Ph— S—CH2L1 IIТГФII
NMeNMe
ОО
IIВиЫ||
Ph—S—Me ——>• Ph— S—CH2L1 IIТГФII
NMeNMe
(24)
(25)
(26)
В уравнениях 27, 28 [28], 29 [13], 30 приведены примеры реакций карбанионов, стабилизированных сульфонимидоильной группой, с электрофильными реагентами. Анионы Р-оксосульфо- ксимидов представляют собой хиральные бидентатные лиганды, которые координируются с различными металлами (уравнение
9ClCO2Meph—S—CH2CO2Me -*NCO2Me9ClCO2Meph—S—CH2CO2Me -*NCO2MeОoIICO2 ||Ph—S—CH2Li ► Ph—s.ОoIICO2 ||Ph—S—CH2Li ► Ph—s.NCO2MeОNCO2MeОNCO2MeNCO2Me(6)Ph2PCl (6)Ph2PCl Ph—S—CH2PPh2Ph—S—CH2PPh2(28)(28)ОR-S-CH2R*NTsОR-S-CH2R*NTsNaHДМСОNaHДМСОNMeОI1 -R_&_CHR1 Na+NMeОI1 -R_&_CHR1 Na+:c=x:c=xNTsNTsОО(29)(29)ОPh—S—CH3 + 3C2C16ОPh—S—CH3 + 3C2C16NaH > дмсоNaH > дмсоPh—S—CC13 + 3C2ChPh—S—CC13 + 3C2Ch(30)(30)NTs(9)NTs(9)NTsNTsОО(6)(6)О ph—S—CH2CRО ph—S—CH2CRRRNMe ОNMe О—*IIMeN-^ / M—*IIMeN-^ / M(31)(31)
9ClCO2Me
ph—S—CH2CO2Me -*
NCO2Me
9ClCO2Me
ph—S—CH2CO2Me -*
NCO2Me
Оo
IICO2 ||
Ph—S—CH2Li ► Ph—s.
Оo
IICO2 ||
Ph—S—CH2Li ► Ph—s.
NCO2MeО
NCO2MeО
NCO2Me
NCO2Me
(6)
Ph2PCl
(6)
Ph2PCl
Ph—S—CH2PPh2
Ph—S—CH2PPh2
(28)
(28)
О
R-S-CH2R*
NTs
О
R-S-CH2R*
NTs
NaH
ДМСО
NaH
ДМСО
NMe
О
I1 -
R_&_CHR1 Na+
NMe
О
I1 -
R_&_CHR1 Na+
:c=x
:c=x
NTs
NTs
О
О
(29)
(29)
О
Ph—S—CH3 + 3C2C16
О
Ph—S—CH3 + 3C2C16
NaH > дмсо
NaH > дмсо
Ph—S—CC13 + 3C2Ch
Ph—S—CC13 + 3C2Ch
(30)
(30)
NTs
(9)
NTs
(9)
NTs
NTs
О
О
(6)
(6)
О ph—S—CH2CR
О ph—S—CH2CR
R
R
NMe О
NMe О
—*II
MeN-^ / M
—*II
MeN-^ / M
(31)
(31)
придаетпридаетN-n-Тол илсул ьфонилсульфоксимиды
придает
придает
Наличие сильного электроотрицательного заместителя J _ особые свойства этим наиболее доступным сульфоксимиДД • 7 лотность ос-протонов у N-n-толилсульфОнилпроизводных в за больше, чем у соответствующих N-алкилпроизв д (см. разд. 11.11.1), а основность азота заметно понижена
Стабильные анионы (7) легко образуются при вза™ уравне- с суспензией гидрида натрия в диметилсульфоксиде (с ’ фиЛЬ- ние 29). В реакциях с субстратами, содержащими эле рHV^eo- ные двойные связи, эти карбанионы выступают в качест,сМ урав- фильных агентов, переносящих алкилиденовые группы д _.
некие 29 и гл. 11.15) [13]. S-Винильные пРоизвОД“фИр, по соединяют карбанионы, например натринмалоновы ^ за. Р-углеродному атому с образованием аддуктов, в инеМ циК- тем происходит сдвиг протона и циклизация^с образ реакции лопропана и соединения (8) [29]. Движущей силой э
является высокая стабильность аниона (8), который выступает в качестве прекрасной уходящей группы. Обработка соединений таких, как (9), сильными основаниями в присутствии реагентов’ переносящих галоген, приводит к полигалогенированию (см моав- нение 30) /30].v
N-л-Толилсульфонилсульфоксимиды, как и вообще сульДокс имиды, трудно гидролизуются. ^г-Толилсульфонильную ГПУППУ можно удалить действием концентрированной серной кислоты- реакция проходит успешно в тех случаях, когда у атома еепы находятся лишь арильные или первичные аткильимр ™ Р (см уравнение 2). Из ЗЖдналкнльных пронзвоХх сульфонильная группа успешно удаляется при восстановлен™ растворенными металлами (уравнение 32) [31]. ^новлении
0О
п i NaII
IIжидк. NH3? K(32)
NTs
Гетероциклы
Сульфоксимидная группаразличных гетероциклическихСульфоксимидная группаразличных гетероциклическихможет участвоватьможет участвоватьв образовании структур, например (Ю)-(12). В уравнениях 33 [32] и 34 [33] приведены примеры получения гетероциклов. При взаимодействии дилитиевого производного ЛЧ\ Г СП. П"в образовании структур, например (Ю)-(12). В уравнениях 33 [32] и 34 [33] приведены примеры получения гетероциклов. При взаимодействии дилитиевого производного ЛЧ\ Г СП. П" w.....*nvDuiu производного(5) с СО2 с последующей обработкой кислотой образуется соединение (12) [33]. Примерами гетероциклических сульфоксимидов являются также соединения (13) и (14) [3,4]. w.....*nvDuiu производного(5) с СО2 с последующей обработкой кислотой образуется соединение (12) [33]. Примерами гетероциклических сульфоксимидов являются также соединения (13) и (14) [3,4].ООco2rco2rPhS=QPhS=QPh—S—CH2CO2MeIINCO2MePh—S—CH2CO2MeIINCO2Me(33)(33)(34)(34)SMeSMeОО
Сульфоксимидная группаразличных гетероциклических
Сульфоксимидная группаразличных гетероциклических
может участвовать
может участвовать
в образовании структур, например (Ю)-(12). В уравнениях 33 [32] и 34 [33] приведены примеры получения гетероциклов. При взаимодействии дилитиевого производного ЛЧ\ Г СП. П"
в образовании структур, например (Ю)-(12). В уравнениях 33 [32] и 34 [33] приведены примеры получения гетероциклов. При взаимодействии дилитиевого производного ЛЧ\ Г СП. П"
w.....*nvDuiu производного
(5) с СО2 с последующей обработкой кислотой образуется соединение (12) [33]. Примерами гетероциклических сульфоксимидов являются также соединения (13) и (14) [3,4].
w.....*nvDuiu производного
(5) с СО2 с последующей обработкой кислотой образуется соединение (12) [33]. Примерами гетероциклических сульфоксимидов являются также соединения (13) и (14) [3,4].
О
О
co2r
co2r
PhS=Q
PhS=Q
Ph—S—CH2CO2Me
II
NCO2Me
Ph—S—CH2CO2Me
II
NCO2Me
(33)
(33)
(34)
(34)
SMe
SMe
О
О
Механизм и стереохимия реакцийпо атому серы в сульфонимидоильных соединениях
Нуклеофильное замещение по атому серы в сульфонимидоильных соединениях, как установили Джонссон и Джонсон [261 происходит с инверсией у атома серы (схема 35). Крам с сотр’ осуществили циклы стереохимических реакций, включающих сульфоксиды, сульфимиды и сульфоксимиды [23, 24].
Ph—CI - у Me2N—S—Ph
NMeWe
66PWNaPWNaООPh—S—MeIIPh—S—MeII, MeLi7, MeLi7NMeNMePhO—S—PhIINMePhO—S—PhIINMeОII:S^PhNHMeОII:S^PhNHMe
6
6
PWNa
PWNa
О
О
Ph—S—Me
II
Ph—S—Me
II
, MeLi7
, MeLi7
NMe
NMe
PhO—S—Ph
II
NMe
PhO—S—Ph
II
NMe
О
II
:S^Ph
NHMe
О
II
:S^Ph
NHMe
а-сохранение конфигурации ; б"- инверсия конфигурации
Вызываемое основаниями замещение у атома серы в суль- фонимидоилхлоридах, имеющих а-водородные атомы, происходит с участием «иминосульфенов» (схема 36) [35].
Оо
IIС12II
Me— S—NHTs > Me—S—CICH2DSO2NHTs
II
(36)(36)NTs
(36)
(36)
пиридин
ОIIS=NTs CH2=C(OEt)2I I (LtОIIS=NTs CH2=C(OEt)2I I (LtCH2=CH2=MeODMeODОCH2D—S—OMeNTsОCH2D—S—OMeNTs
О
II
S=NTs CH2=C(OEt)2
I I
(Lt
О
II
S=NTs CH2=C(OEt)2
I I
(Lt
CH2=
CH2=
MeOD
MeOD
О
CH2D—S—OMe
NTs
О
CH2D—S—OMe
NTs
ЛИТЕРАТУРА
1. К. Whitehead and H. R. Bentleg, J. Chern. Soc., 1952, 1572.
C. R. Johnson, Accounts Chern. Res., 1973, 6, 341.
P. D. Rennewell and J. B. Taylor, Chem. Soc. Rev., 1975, 4, 189.
S. L. Huang and D. Swern, Phosphorus and Sulfur, 1976, 1, 309.
Chern-MassChern-Massк ' о Я" ^o'^’well, J. Branca, K. Mori, e. а., неопубликованные данные.
Chern-Mass
Chern-Mass
о. Oae, К. Harada, К. Tsujihara, and N. Furukawa, Internal. J. Sulfur 1972, 2, 49; С. P. Whittle, C. G. MacDonald, and G- F. Katekar, Org. Spectrometry, 1974, 9, 422.
с м Rnmch Chern and Ind. (London), 1964, 1261.
K' Schaffner-Sabba, H. Tomaselli, B. Henrici, and H. B. Renfroe, J. Org. Chern.,
. C.7R. ^ohiiron and. E. R. Janiga, J. Amer. Chem Soc., 1973, 95, 7692.
. G. Satzinger and P. Stoss, Arznneim.-Forsch.,1970 20,,1214.
У Tamura, K. Sumoto, J. Minamikawa, and M. Ikeda, Tetrahedron Letters,
C^R. ^Johnson, R. A. Kirchhoff, and H. G. Gorkins, J. Org. Chem., 1974, 39, 12 ^Kwart and A. A. Kahn, J. Amer. Chem. Soc., 1967, 89, 1950.
\й C R Johnson, R A. Kirchhoff, R. J. Reischer, and G. F. Katekar, J. Amer. Chem. Soc.. 1973, 95, 4287.
R. IF Heintzehnan and D. Swern, Synthesis, 1976, 731.
R. IF Heintzelman, R. B. Bailey, and D. Swern, J. Org. Chem., 1976, 41, 2207.
E. S. Levchenko and A. V. Kirsanov, Usp. Klum. Fosfororg. Seraorg. Socdtn., 1969, 175; (Левченко E. С., Кирсанов A. B. — Успехи химии фосфорорганических и сераоргапических соединений, 1969, с. 175].
Е. U. Johnson, С. С. Bacon, and С. R. Johnson, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 5306.'
N. Y. Derkach, N. A. Pasmurtseva, L, N. Markovskii, and E. S. Levchenko, Zhur. org. Khim., 1973, 9, 1411; Деркач H. Я., Пасмурцева H. А., Марковский Л. H., Левченко E. C. — Ж. орг. хим., 1973, 9, 1411].
0. R. Johnson and A. Wanibsgams, неопубликованные данные.
J. D. White and M. Kim, J. Amer. Chem. Soc., 1977, 99, 1172.
C. R. Johnson, J. J. Rigan, M. Haake, D. McCants, Jr., J. E. Keiser, and A. Gertsema, Tetrahedron Letters, 1968, 3719.
R. Wehr, J. Chem. Soc., 1965, 3004.
D. J. Cram, J. Day, D. R. Rayner, D. M. von Schriltz, D. J. Duchamp, and D. C. Garwood, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 7369.
C. R. Johnson and H. G. Corkins, неопубликованные данные.
C. IF Schroeck and C. R. Johnson, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 5305.
E. U. Jonsson and C. R. Johnson, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 5308.
C. R. Johnson, J. R. Shanklin, and R. A. Kirchhoff, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 6462.
C. R. Johnson, C. J. Stark, T. Imamoto, e.a., неопубликованные данные.
C. R. Johnson and J. P. Lockard, Tetrahedron Letters, 1971, 4589.
C. R. Johnson and A. Tangerman, неопубликованные данные.
R. В. Greenwald and D. H. Evans, неопубликованные данные.
К. Schaffner-Sabba, H. Tomaselli, В. Henrici, and H. B. Renfroe, J. Org. Chem., 1977, 42, 952.
T. R. Williams and D. J. Cram, J. Org. Chem., 1973, 38, 20.
T. R. Williams, A. Nudelman, R. E. Booms, and D. J. Cram, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 4684.
C. R. Johnson and E. U. Jonsson, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 3815.
ДИИМИНЫ СЕРЫ
К- P. ДЖОНСОН (Wayne State University)
СВОЙСТВА ДИИМИНОВ СЕРЫ
Диимины серы, которые называют также сульфурдпимидами (Chemical Abstracts') и сульфодиимидами , в общем виде можно представить структурой (1). Известны N.N'-диалкил- [1, 2],
N.N'-диарил- [1. 2) М-алкил-ЬГ-арил- [2] N №.диалкил фонил- [I, 2], N.N'-диарилсульфонил- [I, 2], М-алкил-Ы'-арил сульфонил-[2] И N-apил-N/-apилcyльфoнилдиимины серы Гц Первичные и вторичные диалкилдиимины серы разлагаются при температуре, близкой к комнатной. Более стабильны ди-трет-алкил- диимины серы, а диарилсульфонилдиимины серы (2) могут храниться длительное время при комнатной температуре. Все соединения этого ряда чувствительны к влаге воздуха. Диалкилпроиз- водные гидролизуются значительно легче дисульфонилпроиз- водных.
R—N=S=N—R(1)R—N=S=N—R(1)ArSO2N=S=NSO2Ar(2)ArSO2N=S=NSO2Ar(2)
R—N=S=N—R
(1)
R—N=S=N—R
(1)
ArSO2N=S=NSO2Ar
(2)
ArSO2N=S=NSO2Ar
(2)
Диалкилдиимины серы представляют собой светло-желтые жидкости, диарилпроизводные— оранжево-красные жидкости или низкоплавкие твердые вещества, а диарилсульфонильные производные — ярко-желтые твердые вещества. В ИК-спектрах диарилсульфонилдииминов серы имеется характерное поглощение в области ИЗО—1135 и 1035—1050 см-1 [4], обусловленное наличием группы N = S = N.
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ДИИМИНОВ СЕРЫ
Диалкил- и диарилдиимины серы могут быть получены реакцией первичных аминов с галогенидами серы (уравнение 1; X = С1 или F). Диарилдиимины серы образуются при восстановлении N-сульфинилариламинов натрием (уравнение 2). Удобным источником получения дииминов серы являются легкодоступные М-суль- финилсульфонамиды. Дисульфонилдиимины серы образуются из N-сульфинилсульфонамидов под действием третичных аминов или алкоксидов (уравнение 3).
SX4R1NH2
RNH2 —* RN=SX2 RN=S=NR*(D
— /ПАZtlA
4ArN=S=O + 2Na —>■ 2ArN=S=NAr + Na2S2O4<2)
ВВ
.В*-| ArSOeNSOI ~>
ArSO2N=S=O > ArSO2N— S=O > ArSO2N— S=O —77
ArSO2N—S — О
О
—►ArSO2N— S >■ ArSO2N=S=NSO2Ar(3)
I I —so2
серысерыArSO2N=S—О
серы
серы
С очень высокими выходами диарилсульфонилдииминымогут быть получены, если оставить на ночь бензольный PaCJBсоответствующего N-арилсульфинилсульфонамида, содержащий калитическое количество пиридина. Удобным методом получ
H2N nh2H2N nh2i + ArSO2N—S=NSO2Ari + ArSO2N—S=NSO2Ar\NSO2Ar^-S=NSO2Ar\NSO2Ar^-S=NSO2Arн30+н30+(3)ArSO2NHCH2CH2CH=CH2 + ArSO2NH2 + SO2(3)ArSO2NHCH2CH2CH=CH2 + ArSO2NH2 + SO2(4)(4)PhCHO + rpeT-BuN=S=NBu-TpeT -—>-—> TpeT-BuN=S=O + PhCH=NBu-TperPhCHO + rpeT-BuN=S=NBu-TpeT -—>-—> TpeT-BuN=S=O + PhCH=NBu-Tper(10)(10)2PhN=C=S + rper-BuN=S— NBu-грет 2PhN=C=NBu-Tper (II)2PhN=C=S + rper-BuN=S— NBu-грет 2PhN=C=NBu-Tper (II)
H2N nh2
H2N nh2
i + ArSO2N—S=NSO2Ar
i + ArSO2N—S=NSO2Ar
\NSO2Ar
^-S=NSO2Ar
\NSO2Ar
^-S=NSO2Ar
н30+
н30+
(3)
ArSO2NHCH2CH2CH=CH2 + ArSO2NH2 + SO2
(3)
ArSO2NHCH2CH2CH=CH2 + ArSO2NH2 + SO2
(4)
(4)
PhCHO + rpeT-BuN=S=NBu-TpeT -—>
-—> TpeT-BuN=S=O + PhCH=NBu-Tper
PhCHO + rpeT-BuN=S=NBu-TpeT -—>
-—> TpeT-BuN=S=O + PhCH=NBu-Tper
(10)
(10)
2PhN=C=S + rper-BuN=S— NBu-грет 2PhN=C=NBu-Tper (II)
2PhN=C=S + rper-BuN=S— NBu-грет 2PhN=C=NBu-Tper (II)
N-apил-N,-apилcyльфoнилдииминoв серы и диарилдииминов серы является «переимидирование» диарилсульфонилдииминов серы (уравнения 4, 5).
(2) + Ar'NH2 —► ArSO2N=S=NAr1 + ArSO2NH2 (4) ArSO2N=S=NAr* + Ar2NH2 —> Ar2N=S=NAr* + ArSO2NH2 (5)
Гетероциклические представители дииминов серы получены при взаимодействии ароматических диаминов с тионилхлоридом или с диоксидом серы в присутствии триэтиламина (уравнения 6, 7) или с другими аналогичными реагентами [1].
РЕАКЦИИ ДИИМИНОВ СЕРЫ
Многие реакции дииминов серы аналогичны реакциям N-суль- финиламинов (см. разд. 11.14.3). С реакционноспособными диенами происходят реакции [4 + 2]-циклоприсоединения [1]. Ди- арилсульфонилдиимины серы реагируют экзотермично с бутадиеном с образованием 1-арилсульфонилимино-2-арилсульфонил-3,6- дигидро-1,2-тиазинов (3), при гидролизе которых образуются М-(бутен-З-ил) аренсульфонамиды (уравнение 8). Щелочной гидролиз аддукта (4), образующегося в результате реакции Дильса— Альдера, приводит к N-арилпирролам (уравнение 9) [1].
ооTsNTsNMeSMeS—Me + TsN=S=NTs—Me + TsN=S=NTsII MeSII MeSMe + TsN=S=oMe + TsN=S=oArN=S—NArArN=S—NArNa> ArN—NArNa> ArN—NAr(12)(13)(12)(13)
о
о
TsN
TsN
MeS
MeS
—Me + TsN=S=NTs
—Me + TsN=S=NTs
II MeS
II MeS
Me + TsN=S=o
Me + TsN=S=o
ArN=S—NAr
ArN=S—NAr
Na
> ArN—NAr
Na
> ArN—NAr
(12)
(13)
(12)
(13)
Дпимпны серы реагируют с различными веществами, содержащими поляризованные кратные связи [1]. В реакциях с ароматическими альдегидами образуются имины (уравнение 10), с изотиоцианатами — карбодиимиды (уравнение И), а из сульфоксидов получены сульфнмиды (уравнение 12) с инверсией конфигурации у атома серы [5]. Дпарилднимины серы реагируют с натрием с образованием азобензолов (уравнение 13).
ЛИТЕРАТУРА
G. Kresze and W. Wucherpfennig, Angew. Chern. Internal. Edn., 1967, 6, 149.
W. Wucherpfennig and G. Kresze, ‘Mechanisms of Reactions of Sulfur Compounds’, 1968, vol. 2, p. 89.
0. Tsuge and S. Mataka, Bull. Chem. Soc. Japan, 1971, 44, 1896.
It7. Wucherpfennig and G. Kresze, Tetrahedron Letters, 1966, 1671.
D. J. Cram, 1. Day, D. R. Rayner, D. M. von Schriitz, D. J. Duchamp, and D. C. Garwood, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 7369.
ПЛЗ. СУЛЬФОДИИМИДЫ
R. P. ДЖОНСОН (Wayne State University)
СВОЙСТВА СУЛЬФОДИИМИДОВ
MeMe(3)(3)Сульфодиимиды (1), называемые также сульфондииминами, представляют собой азааналоги сульфонов, в которых оба атома кислорода заменены азотсодержащими группами. В этих соединениях атом серы имеет тетраэдрическую геометрию, что доказано данными рентгеноструктурного анализа, дифракции электронов и получением оптически активных изомеров (2) [2]. На формуле (3) показаны длины связей и валентные углы для S.S-ДИ- метилсульфодиимида.
Me
Me
(3)
(3)
R .NR4
R1 ^NR8
(i)
Сульфодиимиды довольно устойчивы к нагреванию и Г11ДРЫ Лизу, обычно ОНИ гигроскопичны И очень хорошо P^TB°i^Q°C в воде. Температур а плавления соединения (3) Юэ тер. (т. пл. диметилсульфона 109°C). Для сульфодиимидов хара
ны две сильные полосы поглощения в ИК-спектре в области 900 и 1100 см-1. В спектре ЯМР соединения (3) обнаружена межмолекулярная водородная связь. Масс-спектры сульфодиимндов аналогичны спектрам сульфоксимидов и сульфонов [1]. Сульфодиимиды обладают слабоосновными свойствами [1]. Значения
рКа различных протонированных pax [1] приведены ниже:
имидов серы в водных раство-
Мех + /NH2
Me/
7,28
Me, + /NH2
Ме/
3,10
Мех + /NH2)SZ
Mez ^NH
5,59
Мех /NHMe
Me'
6,32
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОДИИМИДОВ
Впервые 5,5-диалкилсульфодиимиды были получены реакцией хлорамина с диалкилсульфидами в присутствии аммиака (уравнение 1). Более удобный метод, разработанный Хааком, основан на взаимодействии сульфидов с трет-бутилгипохлоритом и аммиаком в ацетонитриле при —50-460 °C (уравнение 2).
R2S + 2C1NH2 + 2NH3 —R2S(=NH)2 + 2NH4C1(1)
R2S + 2трег-ВиОС1 +4NH3 —R2S(=NH)2 + 2трег-ВиОН + 2NH4C1 (2) хлорамин Т1. Н+хлорамин T
Ph2S > Ph2S=NTs ► Ph2S=NH >
2. НО-
NTs
III. Н+
—> Ph2S=NH > Ph2S(=NH)2(3)
2. HO-
NHR1
RSH + 3R'NHX + 3R*NH2 —R— S(=NR*)2 + 3R'NH3 X" (4)
Для синтеза диарилсульфодиимидов, которые нельзя получить указанными выше методами, применяют многостадийный синтез с использованием хлорамина Т (уравнение 3).
N-Алкиламиды алкансульфобис(алкилимидов) получают взаимодействием алкантиолов с N-галогеналкиламинами и избытком алкиламина (уравнение 4) [1].
РЕАКЦИИ СУЛЬФОДИИМИДОВ
Большая часть описанных реакций сульфодиимндов, за исключением реакций гидролиза и образования солей с протонными кислотами, представляет собой реакции замещения атомов водорода имидных групп [1]. Наличие в сульфодиимидах двух имидных групп создает благоприятные возможности для синтезов различных необычных гетероциклов. Для сульфодиимндов возможны следующие реакции замещения: Н—D-обмен (уравнение 5),
замещение металлами (уравнение 6), галогеном (уравнение кремнием (уравнение 8), фосфором (уравнение 9), серой (’
пение 10), углеродом (уравнения 11 — 13).
(Урав-
^Nh r2s(
^NH
d2o
быстро
^ND R2s(
^ND
(5)
NH
knh2
R24nh NH3
xNK
r2s;
knh2
NH3
(6)
;NH
x2
R24nh K’C°3’ H2°
,NX
R2S^
R2S(NH)2 —* R2S
;NX
^NH
(7)
.NH
Me2SX + (Me2SiCl)2NH —►
Mex
,N—SiMe2 ^NH
(8)
NH
Me2S^
Me.
Me'
N—SiMe2
R
N—P—Nx .Me ^N—P—N^ 'Me
(9)
,NH
r2s^
Mex xNH
+ MeSO2Cl
R
^NSO2Me
r2s^
(10)
Me3O+ ~BP4
NH3
Mex ^NMe phnco
xsx —►
Mex .NMe
PhCHZ ^NCONHPh
(ID
Mex ,NH
+ EtCH(CO2Et)2
Mex
S
О
(12)
.NN a
R2sf + cich2ch2nr2
о
,nch2ch2nr^ r2s^
(13)
ЛИТЕРАТУРА
M. Haake, in ‘Topics in Sulfur Chemistry’, ed. A. Senning, Thieme, Stuttgart, 1976, vol. 1, p. 216.
B. W. Christensen and A. Kjaer, J. C. S. Chern. Comm., 1975, 784.
11.14. СУЛЬФИНИЛАМИ11.14. СУЛЬФИНИЛАМИны И СУЛЬФОНИЛАМИНЫны И СУЛЬФОНИЛАМИНЫWayne State University')Wayne State University')к. Р. ДЖОНСОН (к. Р. ДЖОНСОН (
11.14. СУЛЬФИНИЛАМИ
11.14. СУЛЬФИНИЛАМИ
ны И СУЛЬФОНИЛАМИНЫ
ны И СУЛЬФОНИЛАМИНЫ
Wayne State University')
Wayne State University')
к. Р. ДЖОНСОН (
к. Р. ДЖОНСОН (
СВОЙСТВА N-СУЛЬФИНИЛ-И N-СУЛЬФОНИЛАМИНОВ
N Спьфпипламшш (1), которые можно рассматривать как диоксида серы, очень реакщюнноспосооные соединения. Гйойства получение и превращения этих веществ подробно рассмотрены в ряде обзоров [1-4]. Химия этих соединений аналогична химии дииминов серы (см. гл. 11.12). Известны N-суль- финильные производные первичных алкил- и ариламинов, гидразинов. гидрокспламинов, амидов карбоновых кислот и амидов пячличных кислот серы и фосфора.
RN=S(
W
М-Сгльфиниланилин представляет собой жидкость с т. кип. 80°C (12 мм рт. ст.). Очень подробно изучены Х-с}льфинилсуль- фонамиды. N-Сульфинилметансульфонамид— жидкость с т. кип. gp81 °C (10—4 мм рт. ст.), а N-сульфиниларенсульфоиамиды обычно представляют собой светло-желтые кристаллические вещества; например, температура плавления N-сульфинилбензол- сульфонамида равна 70 °C. В ПК-спектрах N-сульфинилалкил- аминов содержатся характеристичные полосы поглощения группы N=S=O в области 1120 и 1150 см-1. Дипольный момент N-суль- фпниланплина равен 1,90 Д. Полагают, что угол NSO равен ~120° [1]. В УФ-спектрах алкильных производных имеется сильное поглощение в области ~ 235 нм и слабое поглощение в области ~ 300—310 нм. Изучена фрагментация в масс-спектрах этих соединений [3].
N-Сульфониламины (2) — имидные аналоги триоксида серы, известны только как интермедиаты реакций. Химия этих соединений напоминает химию сульфенов (см. разд. 11.19.2.3). Первое соеди- нение этого ряда HN=SO2, называемое сульфимидом* (^Chemical ostracts) образует тример (3) [5]; известны также и другие полимеры [5].
SO2HNX ^NH1 I <3>Oiox /SOj NHнения HaS = МД — Притерев. иазвапне сУльФимид рекомендовано для соедн-
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ N-СУЛЬФИНИЛ-И N-СУЛЬФОНИЛАМИНОВ
Обычно N-сульфиниламины получают реакцией тионилхлорида С соединениями, содержащими NH2-rpynny (уравнение 1) замаскированную NH2-rpynny (уравнения 2—4) [1—4]. Их можно получить также реакцией пересульфинилирования, в которой устанавливается равновесие амина с N-сульфиниламином. Поскольку равновесие этих превращений сдвинуто в сторону образования менее основного амина, то наилучшие результаты получают при использовании N-сульфинилсульфонамидов (уравнение 5) [1—4]
RNH2 + SOC12 —► RN=S—О + 2НС1(1)
R = Aik, Ar, ArSO2 и др.
\soci2
>Н C1CH2CH2NSO(2)
/EtgNW
SOC12
MeCON(SiMe3)2 >• MeCONSO + 2Me3SiCl(3)
soci2
ArSO2NClNa > ArSO2NSO 4- NaCl + Cl2(4)
RNH2 + ArSO2NSO ^ RNSO 4-ArSO2NH2(5)
Обычно реакции N-сульфониламинов осуществляют при их генерировании in situ. Наиболее общий путь генерирования этих соединений — дегидрогалогенирование сульфамоилхлоридов. N-Сульфониламины могут быть уловлены третичными аминами с образованием внутренних солей [4]. Такие соли, являющиеся кристаллическими устойчивыми соединениями, представляют собой удобный источник N-сульфониламинов (уравнение 6) [7]. Некоторые нитрилы реагируют с натриевой солью метоксикарбо- нилсульфамоилхлорида с образованием 6-замещенных 2-метокси- 1,4,3,5-оксатиадиазин-4,4-диоксидов (5), которые при нагревании распадаются на нитрил и метил-И-сульфонилкарбамат (уравнение 7) [8]. Первое соединение этого ряда HN = SO2 образуется при взаимодействии аммиака с триоксидом серы [5]. Предполагают [9], что промежуточное образование N-сульфониланилина происходит при генерировании бензолсульфонилнитрена, поскольку продуктом этой реакции в метаноле оказался метил-Н-фенил- сульфамат (уравнение 8).
RNHSO2C1 —> [RN=SO2] д=г rnso2nr31'
(4)
so2
-RCN \t/ ^NA1Г7)
MeO2CNSO2Cl Na+ > П |l—[MeO2CN=SO2] I ’
phSO2N3илиphSO2N3или..MeOH
phSO2N3
или
phSO2N3
или
[PhSO2N:J —> [PhN=SO2] > PhNHSO3Me (8)
phSO2NOTs К
РЕАКЦИИ N-СУЛЬФИНИЛ-И N-СУЛЬФОНИЛАМИНОВ
Реакции N-сульфиниламинов
Связь S = N в сульфиниламинах может участвовать в реакциях трех типов: а) реакциях присоединения нуклеофильных реагентов (уравнение 9); б) реакциях циклоприсоединения, приводящих к образованию четырех-, пяти- и шестичленных циклов (уравнение 10); в) реакциях обмена имнногруппы с соединениями, имеющими полярные двойные связи (уравнение 11). Наиболее реакционноспособными соединениями этого класса являются N-сульфи- нил сульфон амиды.
О
II HZ
RN=S=O-f-HZ —> RNHSZ ► RNH2+SOZ2(9)
Y—S=O
RN=S=O + Y=Z —► ||(10)
Z—N—R
PN=S=O + Y=Z —> RN—Z + Y—S=O(11)
Характерные реакции присоединения протонсодержащих и металлорганнческих нуклеофилов показаны в уравнениях 12—16. Первичные амины участвуют в реакции пересульфинили- рования (см. уравнение 5); третичные амины и алкоксиды способствуют образованию дииминов серы (см. разд. 11.12.2). Первичные амиды могут дегидратироваться под действием М-сульфипил-Характерные реакции присоединения протонсодержащих и металлорганнческих нуклеофилов показаны в уравнениях 12—16. Первичные амины участвуют в реакции пересульфинили- рования (см. уравнение 5); третичные амины и алкоксиды способствуют образованию дииминов серы (см. разд. 11.12.2). Первичные амиды могут дегидратироваться под действием М-сульфипил-Присоединение нуклеофильных реагентов
Характерные реакции присоединения протонсодержащих и металлорганнческих нуклеофилов показаны в уравнениях 12—16. Первичные амины участвуют в реакции пересульфинили- рования (см. уравнение 5); третичные амины и алкоксиды способствуют образованию дииминов серы (см. разд. 11.12.2). Первичные амиды могут дегидратироваться под действием М-сульфипил-
Характерные реакции присоединения протонсодержащих и металлорганнческих нуклеофилов показаны в уравнениях 12—16. Первичные амины участвуют в реакции пересульфинили- рования (см. уравнение 5); третичные амины и алкоксиды способствуют образованию дииминов серы (см. разд. 11.12.2). Первичные амиды могут дегидратироваться под действием М-сульфипил-
аминов (уравнение 17) [1].
ArSO2NSO + H2O —> ArSO2NH2 + SO2(12)
ArSO2NSO + 2ROH —> ArSO2NH2 + (RO)2SO(13)
О
II
RNSO + R*SH —> RNHSSR1(14)
RNSO + 2HC1 —> RNH2+SOC12(15)
О
1. R*MgX ||
RNSO "2 н"2"*" RNHSI<‘(16)
ArSO2NSO + RCONH2 —> RCN + SO2 + ArSO2NH2 (17)
/NAr/NAr(18)(18)(6)(6)MeMe(19)(19)(20) ।(20) ।
/NAr
/NAr
(18)
(18)
(6)
(6)
Me
Me
(19)
(19)
(20) ।
(20) ।
Реакции циклоприсоединения
Реакции [2 + 4]-циклоприсоединения происходят между диена ми и N-сульфинилариламинами или М-сульфинилсульфонамидами (уравнения 18, 19); в эти реакции не вступают алифатические N-сульфиниламины [1—4, 10]. Аддукты типа (6) можно окислить в N-арил-д-сультамы или восстановить в 3,6-дигидро-1,2-тиазины В примере, приведенном в уравнении 20, N-сульфиниланилин вы-
ступает в качестве диена.
NArГ + “Ч so
N-Сульфиниламины и N-сульфинилсульфонамиды вступают в реакции 1,3-диполярного присоединения с нитрилиминами, нитрилоксидами и нитронами. При пиролизе оксатиадиазолов (7), образующихся из нитрилоксидов, с высокими выходами получаются карбодиимиды (уравнение 21).
RCRCNR1NR1RR■NR1■NR1SOSO^-> R№C=NR' 4- SO2^-> R№C=NR' 4- SO2(21)(21)ROCHROCHО(7)NSO2R'О(7)NSO2R'RORONSO2R1NSO2R1(22)(22)CH2 SOCH2 SOPh2C=C=O + RNSOPh2C=C=O + RNSO1—SOPh2C—COOS—NR1—SOPh2C—COOS—NR(23)(23)
RC
RC
NR1
NR1
R
R
■NR1
■NR1
SO
SO
^-> R№C=NR' 4- SO2
^-> R№C=NR' 4- SO2
(21)
(21)
ROCH
ROCH
О
(7)
NSO2R'
О
(7)
NSO2R'
RO
RO
NSO2R1
NSO2R1
(22)
(22)
CH2 SO
CH2 SO
Ph2C=C=O + RNSO
Ph2C=C=O + RNSO
1—SO
Ph2C—CO
OS—NR
1—SO
Ph2C—CO
OS—NR
(23)
(23)
Экзотермично происходят реакции [2 4- 2] -циклоприсоединени N-сульфинилсульфонамидов и простых эфиров енолов (уравне^ ние 22). Дифенилкетен реагирует с сульфиниламинами с образе ванием тиазетидиноиов (уравнение 23).
40Q
Реакции с полярными двойными связями
гпрвянпи N-сульфииилсульфонамидов с альдегидами, №а‘-водородных атомов, образуются N-сульфонил-
(24)(24)не имеющ ‘ епие 24). Аналогичные реакции обмена иминогруп- имины уравне ^аимодействии этих же реагентов с сульф- окс.иами и родственными соединениями и с фосфиноксидами (уравис! ArCH0 + rsO2NSO —> ArCH=NSO2R + SO2
(24)
(24)
Ph3P=O+RSO2NSO —> Ph3P=NSO2R + SO2(26)Ph3P=O+RSO2NSO —> Ph3P=NSO2R + SO2(26)
Ph3P=O+RSO2NSO —> Ph3P=NSO2R + SO2(26)
Ph3P=O+RSO2NSO —> Ph3P=NSO2R + SO2(26)
Другие реакции N-сульфиниламинов
Восстановление N-сульфиниламинов проходит сложно [1]. При взаимодействии N-сульфиниламинов с нитрозилгексахлор- антимонатом образуются арендиазонийгексахлорантимонат и диоксид серы [2]. Известны еновые реакции связи N—S [11].
11.14.3.2. Реакции N-сульфониламинов
N-Сульфониламины являются структурными аналогами триоксида серы и, как и следовало ожидать, высоко электрофильны. При присоединении к ним первичных аминов образуются сульфонамиды (уравнение 27) [7]. Триэтиламин присоединяется к соединению (9) с образованием внутренней соли (10), которую можно выделить (уравнение 28) [7]. Реакции таких солей напоминают превращения комплексов, образующихся из триоксида серы и третичных аминов. Соль (10) используют для дегидратации вторичных и третичных спиртов в мягких условиях [7]. Предполагают, что эта реакция происходит путем образования ионной пары на стадии, определяющей скорость реакции, с последующим быстрым цис-переносом p-протона на уходящий анион (уравнение 29). При взаимодействии соли (10) с первичными спиртами образуются соли сульфаматов, которые при нагревании превращаются в уретаны (уравнение 30). Аналогичные превращения аллиловых спиртов в уретаны идут с перегруппировкой [7].
Et3N _PhNH2
(27)(27)EtNHSO2Cl - _78 ос > [EtN=SO2] —^* EtNHSO2NHPh
(27)
(27)
(8)
MeO2CNHSO2Cl [MeO2CN=SO2J MeO2CNSO2NEt3(9)(10)
(<0) T^ Et3N + (o) ^V RO3SNCO2Me Et3NH ^222^
+ MeO2CMHSO3 Et3NH+ MeO2CMHSO3 Et3NH(29)(29)CO2Me "03SN'Ol 4lEtgNH
+ MeO2CMHSO3 Et3NH
+ MeO2CMHSO3 Et3NH
(29)
(29)
(10),-+95 °C
Me(CH2)5OH > Me(CH2)sO3SNCO2Me Et3NH
—> Me(CH2)5NHCO2Me<9°%)
(И)(12)(13)(И)(12)(13)
(И)(12)(13)
(И)(12)(13)
Et3N25 °C
PhCONHSO2Cl -_78O™-> [PhCON=SO2] > PhNCO (31)
Под действием этильного аналога внутренней соли (10) происходит электрофильное ароматическое замещение N.N-диметил- анилина, приводящее к (11). При взаимодействии N-сульфонил- аминов с напряженными алкенами или алкенами, содержащими электронодонорные заместители, и с алленами образуются циклоаддукты. Так, (8) реагирует с N-(2-метилпропенил) пирролидином с образованием соединения (12) [7, 12], а этильный аналог (10) реагирует с гексаметилбицикло[2.2.0]гексадиеном-2,5 с образованием (13). N-Сульфонилбензамид перегруппировывается в фенил- изоцианат при комнатной температуре (уравнение 31).
ЛИТЕРАТУРА
2.2.1. G. Kresze, A. Maschke, R. Albrecht, К. Bederke, Н. Р. Patzschke, Н. Smalla, and A. Trede, Angew. Chem. Internal. Edn., 1962, 1, 89.Q
2.
2.
_. G. Kresze and w. Wucherpfennig, Angew. Chem. Internal. Edn., 1967, 6, *4.. 3. W. Wucherpfennig and G. Kresze, ‘Mechanisms of Reactions of Sulfur Compounds’, 1968, vol. 2, p. 89.
0. Tsuge and S. Mataka, J. Synth. Org. Chem. Japan, 1971, 29, 933.
R. Appel and W. Huber, Z. anorg. Chem., 1954, 275, 338; R. Appel and M. Goe ring, ibid., 1953, 271, 171.
L. Hans and S. Wolfgang, Z. anorg. Chem., 1969, 365, 157.ciqs.
G.M.Atkins, Jr. and E. M. Burgess,J. Amer. Chem. Soc.,1972,94,bl,
E.M.Burgess, H. R. Penton, Jr., and E. A. Taylor, ibid., 1970,92, 5224.
E.M.Burgess and 117. M. Williams, J.Org. Chem., 1973, 38,1249.
W. Lwowski and E. Scheiffele, J. AmerChem. Soc., 1965, 87,4359.._
G. Kresze, in ‘1, 4-Cycloaddition Reactions’, ed. J. Hamer, New York, 19b/,
ter 13.,,,
И. E. G. Kataev and V V. Plemenkow. Zhur. org Khim., 1966, 2, 112 m TrCe •’ Племенное В. В.—Ж. орг. хим., 1966, 2, 1124].
Е. М. Burgess and W. М. Williams, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 4deo.
ИЛИДЫ СЕРЫ
К. Р. ДЖОНСОН (Wayne State University)
П.15.1. СВОЙСТВА ИЛИДОВ СЕРЫ
Ипипы серы [1 2] представляют собой соединения, в которых Анионный центр стабилизирован соседним положительно ^-генным атомом серы. Формально илидами серы являются пишь'нейтральные соединения (1) и (2), в которых рядом расположены положительно заряженный атом серы и отрицательно 'апяженный атом углерода. Однако этот термин часто используют в более широком смысле, включая в него карбанионные соединения* (3) и (4) (соли или металлорганические соединения), стабилизированные наличием в a-положении атома серы, несущего частичный положительный заряд.
^2+/\м+
(4)
Меч +Ме/ ^МеМеч +Ме/ ^Ме2525образующиесяобразующиесяР\^°МегМ' ^МеР\^°МегМ' ^МеТакое расширение понятия особенно оправдано в тех случаях, когда поведение этих двух классов веществ является сходным. Электростатическая стабилизация является важным фактором, способствующим стабилизации карбанионов соседним сульфоние- вым центром, однако необычная стабильность илидов серы по сравнению с илидами азотсодержащих соединений означает, что в данном случае действуют и другие факторы. Наиболее вероятным из них является «обратная подача» электронов от углерода на о*-орбиталь С—S или d-орбитали серы [3]. Значения p^a некоторых сульфопиевых солей (в диметилсульфоксиде при 25 °C) [За] приведены ниже:
Меч +
Ме/ ^Ме
Меч +
Ме/ ^Ме
25
25
образующиеся
образующиеся
Р\^°
МегМ' ^Ме
Р\^°
МегМ' ^Ме
Илиды, например (5), фониевых солей, обычноИлиды, например (5), фониевых солей, обычноиз простых алкилсуль-из простых алкилсуль-14,4
Илиды, например (5), фониевых солей, обычно
Илиды, например (5), фониевых солей, обычно
из простых алкилсуль-
из простых алкилсуль-
генерируют и используют при низкой температуре. Период полураспада дифенилсульфонпйэтилида рами" при 20°с- Более стабильны оксосульфонинилиды, наИ и их °0ь|Ччо получают и используют при окси тоблиЗКИХ к комнатной. Раствор (7) в димстилсульф-
выдепит! ^ храииться месяцами при охлаждении. Часто можно стабилизирующим^ КОТОрь,с облалают Дополнительными рующими группами, присоединенными к карбанионному
центру, например (8) — (10) [1].
♦ -И -
Me2S—CHjMe2S СН2
(5)
О
Ч - + г PhCCHSMe2
(8)
I пл. 78-79 °C, 9с=о 1510 см1
Р\? - )S-CH2Me2N/ *(7)о оII- ILMeSCH^MeО NMe9 (10)2т.пл. 80,5-81,5°C,о 3,83(СН)Р\? - )S-CH2Me2N/ *(7)о оII- ILMeSCH^MeО NMe9 (10)2т.пл. 80,5-81,5°C,о 3,83(СН)(9)т. пл. 134 °CА 5/70 Д(9)т. пл. 134 °CА 5/70 Д+SMe2+SMe2Ad EtAd EtАН=адамантил-1АН=адамантил-1(И)(И)+S-4iuMe+S-4iuMePhCOCH EtPhCOCH Et(13)(13)Опубликованы результаты рентгеноструктурных исследований некоторых стабилизированных илидов серы. Углы связей CSC равны приблизительно 100°, что примерно соответствует sp3- гибридизации атома серы. Неплоское расположение связей у атома серы доказано также обратимым получением илида (11) из оптически активной сульфониевой соли [1]. Илид (12) довольно легко рацемизуется за счет пирамидальной инверсии у атома серы. Разделенный на изомеры илид (7) не рацемизуется при температуре ниже его температуры разложения [4]. Соединение (13) и родственные вещества по характеру, по-видимому, являются илидами, а не ароматическими соединениями.
Р\? - )S-CH2
Me2N/ *
(7)
о о
II- ILMeSCH^Me
О NMe9 (10)2
т.пл. 80,5-81,5°C,о 3,83(СН)
Р\? - )S-CH2
Me2N/ *
(7)
о о
II- ILMeSCH^Me
О NMe9 (10)2
т.пл. 80,5-81,5°C,о 3,83(СН)
(9)
т. пл. 134 °C
А 5/70 Д
(9)
т. пл. 134 °C
А 5/70 Д
+
SMe2
+
SMe2
Ad Et
Ad Et
АН=адамантил-1
АН=адамантил-1
(И)
(И)
+S-4iuMe
+S-4iuMe
PhCOCH Et
PhCOCH Et
(13)
(13)
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЛИДОВ СЕРЫ
Депротонирование сульфониевых солей
Наиболее общим методом генерирования илидов серы является депротонирование предварительно полученных сульфониевых солей (см. гл. 11.5). Условия депротонирования изменяются в широких пределах в зависимости от дальнейшего использования и стабильности илида, а также от кислотности соли. Различные примеры сочетаний оснований и растворителей для депротонирования сульфониевых солей приведены в уравнениях 1—5 [1].
Me3S+ ГMe3S=O I" <:Me3S+ ГMe3S=O I" <:(1)(1)MeSOCH2Na+-
Me3S+ Г
Me3S=O I" <:
Me3S+ Г
Me3S=O I" <:
(1)
(1)
■* Me2S—СН2ДМСО, ТГФ, ~5 °C 2О50%-ный водн. NaOH||-
СН8ЩЯ h-Bu4N+ Г, 50 °CСН8ЩЯ h-Bu4N+ Г, 50 °C1 1 ..^-Е Me2S-CH3
СН8ЩЯ h-Bu4N+ Г, 50 °C
СН8ЩЯ h-Bu4N+ Г, 50 °C
Me2S=O 'BF4
NMe2
NaH
ДМСО, 25 °C
О Me\ 11 .
CH2
(4)(5)(4)(5)сульфониевую соль получаютсульфониевую соль получаюти депро-и депро-ОMeSMeОMeSMeАс2оАс2оОАсMe2S "ОАсОАсMe2S "ОАс
(4)
(5)
(4)
(5)
сульфониевую соль получают
сульфониевую соль получают
и депро-
и депро-
О
MeSMe
О
MeSMe
Ас2о
Ас2о
ОАс
Me2S "ОАс
ОАс
Me2S "ОАс
.трег-BuLt *
Ph2SCH2Me "BF4 тГф > Ph2S—CHMe
+/KOH+/
Ph2s—-BF4Ph2S_:/
В некоторых случаях ....
нируют in situ. Промежуточную соль получают обменными Реакциями по сульфониевому центру (уравнения 6, 7), превраще- более простых илидов (уравнения 8, 9) или реакцией де- гидробензола с сульфидами (уравнение 10) [1].
ТГФ; -PhLi ++
Ph3S* BF44-K-BuLiPh3S* BF44-K-BuLi-* Ph2SBu-« "BF4 —> Ph2S—СНРг-м (6)
Ph3S* BF44-K-BuLi
Ph3S* BF44-K-BuLi
+ЫСНС12 +-Mel+-+ЫСНС12 +-Mel+-
+ЫСНС12 +-Mel+-
+ЫСНС12 +-Mel+-
Ph2SCH2Me ——+ [Ph2S-CHMe] -——> Ph2S-CMe2 (8) 11 ФLlLtlL 12
Меч + _Ме^ +
Me2N/^Ме2ЖMe2N/^Ме2Ж)s—СН2 + PhNCO —►^S-CHCNHPh(9)
Me2N/^Ме2Ж
Me2N/^Ме2Ж
Металлические соли сульфоксидов, сульфонов, сульфимидов и сульфоксимидов, реакции которых часто аналогичны превращениям илидов серы, обычно получают, используя сильные основания, например гидрид натрия, трет-бутоксид калия, литий- алкилы или реагенты Гриньяра (см, разд. 11.6.3, 11.8.3, 11.10.3
Нуклеофильное присоединениек винилсульфониевым солям
При присоединении нуклеофильных реагентов к винилсульфо ниевым солям образуются илиды (уравнение 11). В случае про' стых сульфониевых солей, например (14; R = Me, R1 = Н), с реа^ дней присоединения конкурирует метилирование нуклеофила по реакции типа 5x2. Как и в случае большинства аналогичных реакций нуклеофильного присоединения к электрофильным алке- нам, отрицательное влияние на реакцию оказывает замещение по 6-углеродному атому.
*Nu
R2SCH=CR1 + Nu- 4=t R2S-CHCR2(И)
(14)
Присоединение карбенов к сульфидами сульфоксидам
Присоединение карбенов к соединениям двухвалентной или четырехвалентной серы приводит к прямому синтезу илидов серы (уравнение 12). По-видимому, реакция обратима, и именно этим можно объяснить термическую нестабильность многих илидов. Считают [1], что диалкилсульфиды в реакциях с карбенами в четыре раза реакционноспособнее олефинов.
RaS-CRaS-CMe2S + N2Me2S + N2(12)(13)(12)(13)
RaS-C
RaS-C
Me2S + N2
Me2S + N2
(12)
(13)
(12)
(13)
О
/iv
Me2S=O + \2СНСО2Ме > Me.S—СНСО2МеJ4)
или CuCN " +
Этот метод используется как для генерирования илидов (которые сразу перегруппировываются; см. разд. 11.15.3), так и для получения стабилизированных илидов (уравнения 13, Н). Исходные карбены генерируют различными методами: действием основании, термическим путем, в условиях катализа медью или фотохимически.
РЕАКЦИИ ИЛИДОВ СЕРЫ
Механизм реакций переносаалкилиденовой группы на электрофильныедвойные связи
Илиды серы являются нуклеофильными реагентами. Наиболее характерной реакцией этих соединений является перенос алкилиденовой группы на электрофильную двойную связь с образова- 406
тоехчленного цикла. Общий механизм этого превращения показан в уравнении 15. Промежуточно образующийся бетаин циклизуется, по-видимому, путем прямого замещения у атома углерода.
В зависимости от структуры илида и субстрата их присоединение друг к другу может приводить к образованию диастереомерных или структурно изомерных бетаинов. Распад таких бетаинов дает различное соотношение продуктов. На схеме 16 приведен пример образования в реакции двух бетаинов [5]. (Во многих случаях в реакции может участвовать более двух бетаинов.) Если &2 > ^-i и k'i > ^'-i, то соотношение продуктов (Р/Р') будет соответствовать отношению к\1к\\ распределение продуктов отражает кинетически контролируемое образование бетаинов. Такая закономерность наблюдается в реакциях простых сульфо- нийметилидов. Например, при присоединении диметилсульфоний- метилида (5) к холестанону-3 (16) в качестве главного продукта получается (15) (уравнение 17), а присоединение к карвону приводит к эпоксиду (18) с выходом 90% (уравнение 18). По-видимому, кинетически предпочтительно аксиальное направление присоединения (5) к незатрудненным циклогексанонам и 1,2-присоединение к аф-ненасыщенным кетонам.
ЕслиЕслии ^'£ тогдаотношениюKfiJK’^ (где К.-к^ки ^'£ тогдаотношениюKfiJK’^ (где К.-к^кР/Р' будет и т.д. ). ВР/Р' будет и т.д. ). Всоответствовать таком случаесоответствовать таком случае
Если
Если
и ^'£ тогда
отношениюKfiJK’^ (где К.-к^к
и ^'£ тогда
отношениюKfiJK’^ (где К.-к^к
Р/Р' будет и т.д. ). В
Р/Р' будет и т.д. ). В
соответствовать таком случае
соответствовать таком случае
распределение продуктов контролируется как равновесием среди первоначально образующихся бетаинов, так и отношением кон стант скоростей стадий образования продуктов ^2,к^. Такое по.' ложенпе наблюдается в случае реакции более стабильных оксо- сульфоннйметплндов (6) и (7). В реакции (6) с (16) может быть также предпочтительным первоначальное аксиальное прпсоедц- пенне, по в этом случае оно легко обратимо. Равновесие между бетаинами будет, несомненно, сдвинуто в сторону того из н/к из которого образуется (17). В полученной смеси продуктов реакции соединение (17) существенно преобладает над (16) (32: 1).
В реакции оксосульфопинплидов, например (6) или (7), с непредельными кетонами обычно образуются циклопропаны (см. уравнение 18). Вследствие того, что 1,2-присоеднпеинс оксосуль- фоипиилида к снопу легко обратимо, в результате термодпнамц- ческой предпочтительности 1,4-прнсоединсния получается цикло- пропановый продукт (уравнение 19) [5].
(19)(19)Почему отличаются селективности реакции замещенныхПочему отличаются селективности реакции замещенныхзамещенных метнлндов (см., В первом примере введениезамещенных метнлндов (см., В первом примере введениеи не- 21)?и не- 21)?например, уравнения 20 и заместителя — этокенкарбонилыюйнапример, уравнения 20 и заместителя — этокенкарбонилыюйгруппы — значительно увеличивает стабильность илида и, следовательно, увеличивается степень обратного превращения любого кинетически предпочтительного бетаина в плид и субстрат. (Как и в случае оксосульфопинплидов, плнды, стабилизированные карбонильной группой, являются лучшей «уходящей группой».) Во втором примере образование циклопропана, а не вшшлокенрана при реакции сульфоппйплпда с а.р-непасыщеппым карбонильным соединением может быть объяснено затрудненностью превращения первоначально образующегося 1,2-аддукта в виинлокспран. Такое превращение требует прямого замещения у атома углерода цикло- пропилыюй группы, что, очевидно, происходит достаточно медленно по сравнению с обратным превращением бетаина в исходный илид и субстрат. В этом случае, как и выше, получение циклопропана объясняется обратимостью реакции образования бетаина.группы — значительно увеличивает стабильность илида и, следовательно, увеличивается степень обратного превращения любого кинетически предпочтительного бетаина в плид и субстрат. (Как и в случае оксосульфопинплидов, плнды, стабилизированные карбонильной группой, являются лучшей «уходящей группой».) Во втором примере образование циклопропана, а не вшшлокенрана при реакции сульфоппйплпда с а.р-непасыщеппым карбонильным соединением может быть объяснено затрудненностью превращения первоначально образующегося 1,2-аддукта в виинлокспран. Такое превращение требует прямого замещения у атома углерода цикло- пропилыюй группы, что, очевидно, происходит достаточно медленно по сравнению с обратным превращением бетаина в исходный илид и субстрат. В этом случае, как и выше, получение циклопропана объясняется обратимостью реакции образования бетаина.ООооX*-РКПI + MeaS-CHCOiEt УкипячениеX*-РКПI + MeaS-CHCOiEt УкипячениеCOiEt (20)COiEt (20)
(19)
(19)
Почему отличаются селективности реакции замещенных
Почему отличаются селективности реакции замещенных
замещенных метнлндов (см., В первом примере введение
замещенных метнлндов (см., В первом примере введение
и не- 21)?
и не- 21)?
например, уравнения 20 и заместителя — этокенкарбонилыюй
например, уравнения 20 и заместителя — этокенкарбонилыюй
группы — значительно увеличивает стабильность илида и, следовательно, увеличивается степень обратного превращения любого кинетически предпочтительного бетаина в плид и субстрат. (Как и в случае оксосульфопинплидов, плнды, стабилизированные карбонильной группой, являются лучшей «уходящей группой».) Во втором примере образование циклопропана, а не вшшлокенрана при реакции сульфоппйплпда с а.р-непасыщеппым карбонильным соединением может быть объяснено затрудненностью превращения первоначально образующегося 1,2-аддукта в виинлокспран. Такое превращение требует прямого замещения у атома углерода цикло- пропилыюй группы, что, очевидно, происходит достаточно медленно по сравнению с обратным превращением бетаина в исходный илид и субстрат. В этом случае, как и выше, получение циклопропана объясняется обратимостью реакции образования бетаина.
группы — значительно увеличивает стабильность илида и, следовательно, увеличивается степень обратного превращения любого кинетически предпочтительного бетаина в плид и субстрат. (Как и в случае оксосульфопинплидов, плнды, стабилизированные карбонильной группой, являются лучшей «уходящей группой».) Во втором примере образование циклопропана, а не вшшлокенрана при реакции сульфоппйплпда с а.р-непасыщеппым карбонильным соединением может быть объяснено затрудненностью превращения первоначально образующегося 1,2-аддукта в виинлокспран. Такое превращение требует прямого замещения у атома углерода цикло- пропилыюй группы, что, очевидно, происходит достаточно медленно по сравнению с обратным превращением бетаина в исходный илид и субстрат. В этом случае, как и выше, получение циклопропана объясняется обратимостью реакции образования бетаина.
О
О
о
о
X*-РКП
I + MeaS-CHCOiEt
Укипячение
X*-РКП
I + MeaS-CHCOiEt
Укипячение
COiEt (20)
COiEt (20)
Введение алкильного заместителя к [-J-углеродному атому а В-пепредельных кетонов приводит к изменению относительных скоростей образования и превращения бетаинов; таким образом можно контролировать региоселективность реакции присоединения (см. например, уравнение 22).
Синтез эпоксидов и азиридинов
Конденсация альдегидов и кетонов с илидами серы стала важным синтетическим методом [1]. Его можно использовать для получения необычайного множества эпоксидов, поскольку карбонильные соединения разнообразной структуры легко доступны. Илиды, полученные как из сульфониевых, так и из оксосульфоиие- вых солей, образуют эпоксиды при реакции с простыми альдегидами или кетонами (уравнения 23—32) (см. также реакции с непредельными кетонами). По-видимому, енолизация карбонильной группы не конкурирует с присоединением илидов по карбонильной группе (уравнение 27).
ООPhCHO + Me2S-CHCH=CH2 —Ph—V/ «зо-РгОНPhCHO + Me2S-CHCH=CH2 —Ph—V/ «зо-РгОНООДМСО/ \||► л-С1С6Н4—— (CH2)4SNMe2 (26)ООДМСО/ \||► л-С1С6Н4—— (CH2)4SNMe2 (26)(23)
О
О
PhCHO + Me2S-CHCH=CH2 —Ph—V/ «зо-РгОН
PhCHO + Me2S-CHCH=CH2 —Ph—V/ «зо-РгОН
ОО
ДМСО/ \||
► л-С1С6Н4—— (CH2)4SNMe2 (26)
ОО
ДМСО/ \||
► л-С1С6Н4—— (CH2)4SNMe2 (26)
(24)
(27)(27)(25)
(27)
(27)
О
СН2СО2МеСН2СО2Ме(в)0 дмсо(в)0 дмсоО<1 (б1%>
СН2СО2Ме
СН2СО2Ме
(в)
0 дмсо
(в)
0 дмсо
СН2СО2Ме
„ оптически активных эпоксидов используют
Для П0ЛУ^ 29) [4]. Особенно уни- оптически медиатами являются спироэпоксиды, получае- ВХапеоеносом циклопропилиденовой группы (уравнение 30). п-^нпРетабипизированные илиды образуют эпоксиды только при Сенсации с высокореакционноспособными кароопильными со- К и (гпавнение 31). Ионизация карбоксильной группы в единениями (}р (19\ увеличивает их реакционную спо- илидах, напрдмер Д^ случаях> когда в молекуле образую- сооность нМеются нуклеофильные центры, могут полу- щегося эп0^иДа клы /уравнение 33). При конденсации ^Ддпкетонов с илидом (6) получают З-метплтиабензол-З-океиды (уравнение 34) [1].
оо^" Z\^Ph (60%)(^Н(оптическая чистота 20%)^" Z\^Ph (60%)(^Н(оптическая чистота 20%)(29)(29)ОСН2*- S -* СвН4Ме -пММеа. (Я)ОСН2*- S -* СвН4Ме -пММеа. (Я)ОО(30)(30)
о
о
^" Z\^Ph (60%)(^Н
(оптическая чистота 20%)
^" Z\^Ph (60%)(^Н
(оптическая чистота 20%)
(29)
(29)
О
СН2*- S -* СвН4Ме -п
ММеа
. (Я)
О
СН2*- S -* СвН4Ме -п
ММеа
. (Я)
О
О
(30)
(30)
MeCCOEtMeCCOEt+ -/°\ CO2Et+ Me2S—CHCO2Et + -/°\ CO2Et+ Me2S—CHCO2Et трет-Витрет-ВиО+ Me2S—СНСО2(19) PhО+ Me2S—СНСО2(19) Ph(31)(31)(основной продукт)(основной продукт)НМ-НМ-ph ОНph ОН
MeCCOEt
MeCCOEt
+ -/°\ CO2Et
+ Me2S—CHCO2Et
+ -/°\ CO2Et
+ Me2S—CHCO2Et
трет-Ви
трет-Ви
О
+ Me2S—СНСО2
(19) Ph
О
+ Me2S—СНСО2
(19) Ph
(31)
(31)
(основной продукт)
(основной продукт)
НМ-
НМ-
ph ОН
ph ОН
Имеется всего несколько сообщений о взаимодействии илидов „ «онамп в результате которого образуются азиридины. Наибо- интересный пример приведен в уравнении 35 [6]. Азиридины образуются также при присоединении первичных аминов к винил- сульфониевым солям (уравнение 36) [7].
N^^Ph "^^с NO-pb (70«<35>
° "BF< ph\ll rper-BuNH2 + )s-CH=CHPh —> PhN—Bu-трет(36)
Me2lv *
Синтез циклопропанов
Легкая доступность акцепторов для реакции Михаэля делает илидный путь синтеза циклопропанов очень привлекательным. При этом для а,р-ненасыщенных карбонильных соединений наряду с циклопропанированием могут протекать реакции 1,2-присоединения, приводящие к винилоксиранам (в случае кетонов) или продуктам ацилирования (в случае сложных эфиров). Однако обычно более стабильные илиды (оксосульфонийилиды и стабилизированные илиды) реагируют с образованием циклопропанов (уравнения 37—41). При этом очень стабильные илиды, например R2SC(CN)2, совсем не реагируют. Пример региоселективного и стереохимического контроля внутримолекулярной реакции илида приведен в уравнении 42 [8].
CO2Et
(89%)(37)
CO2Et
Me °
PhCH=CHSO2Ph +—CH2 —> Ph——SO2Ph (38)
Me2N/ +
(80%)
CH2=CHCHO + Me2S—CHCO2Et * OHC——-^CO2Et (39)
кипячение
(63%)
лост^^м,1ИЯ циклопРопаниРования полиенонов изучена еще не- .чно для того, чтобы предсказывать ее региоселективность.
NMe2NMe2- A/0Ph' Ph*^-A'- A/0Ph' Ph*^-A'(94%; оптическая чистота 35%)(94%; оптическая чистота 35%)CO2EtCO2Et(20)(20)
NMe2
NMe2
- A/0Ph
' Ph*^-A'
- A/0Ph
' Ph*^-A'
(94%; оптическая чистота 35%)
(94%; оптическая чистота 35%)
CO2Et
CO2Et
(20)
(20)
И - Ik _ дмсо
PhCH=CHCPh + Н2С—S—СбЩМе-л:
Структуры (20) — (22) приведены как примеры синтеза циклопропанов реакцией полиенонов с диметилоксосульфонинметилп- дом (6) [I]. ■
При взаимодействии а-бромкетонов или сложных эфиров с или- дами образование циклопропанов может происходить в результате последовательности реакций алкилирования, элиминирования и переноса метиленовой группы (уравнение 43). Циклопропаны образуются также при взаимодействии винилсульфопиевых солен с двухосновными углеродными нуклеофилами (уравнения 44, 45) [7, 9].
।/СОРИ
(43)(43)I (6) (2 экв)/
(43)
(43)
PhCOCHPh ► -—X(35%)
\Ph
NaCII(CO2R)2 + CH2=CHSMe2 X" —>NaCII(CO2R)2 + CH2=CHSMe2 X" —>co2rco2r(44)(44)
NaCII(CO2R)2 + CH2=CHSMe2 X" —>
NaCII(CO2R)2 + CH2=CHSMe2 X" —>
co2r
co2r
(44)
(44)
II yphNaCH2NO2 + PhCH=CHS^—► PhXO2
* ^NMe2
В принципе, промежуточно образующиеся бетаины, у ко р ^ отрицательный заряд может делокализоваться более чем на ^н. атомах, могут распадаться с образованием трех- или пят^ ан11е них циклов. Хотя обычно предпочтительным является образ
трехчленного цикла, тем не менее имеются примеры получения пятичленных циклов (например, уравнения 46 [10] и 47 [7]). При присоединении илида (6) к первичным или вторичным а В-ненасыщенным амидам в результате прототропного сдвига образуются б-лактамы (см., например, уравнение 48) [И].
МезЬИгСМезЬИгСНОНО(6)(6)(46)(46)(MeCO)2CHNa + PhCH=CHS(+ \ХМе2(MeCO)2CHNa + PhCH=CHS(+ \ХМе2(47)(47)^^CONHPh^^CONHPh(6)—>•(6)—>•NPhNPh(48)(48)
МезЬИгС
МезЬИгС
НО
НО
(6)
(6)
(46)
(46)
(MeCO)2CHNa + PhCH=CHS(
+ \ХМе2
(MeCO)2CHNa + PhCH=CHS(
+ \ХМе2
(47)
(47)
^^CONHPh
^^CONHPh
(6)
—>•
(6)
—>•
NPh
NPh
(48)
(48)
Перегруппировки илидов
В результате разрешенных правилами симметрии термических [2,3] -сигматропных перегруппировок аллилсульфонийалкили- дов образуются бутен-3-илсульфиды (уравнение 49) [12]. Такие [2,3]-сигматропные перегруппировки проходят с инверсией аллильной группы (уравнение 50) и могут использоваться для переноса хиральности с атома серы на углерод (уравнение 51) [13].
"BF4"BF4KOBu-трег :>KOBu-трег :>AdSCHMe(51)AdSCHMe(51)СН2СН=СН2(оптическая чистотапо углероду 94%)СН2СН=СН2(оптическая чистотапо углероду 94%)Ad = адамантил-1Ad = адамантил-1
"BF4
"BF4
KOBu-трег :>
KOBu-трег :>
AdSCHMe(51)
AdSCHMe(51)
СН2СН=СН2
(оптическая чистотапо углероду 94%)
СН2СН=СН2
(оптическая чистотапо углероду 94%)
Ad = адамантил-1
Ad = адамантил-1
+ /СН2Ме
Ad—
Х'СН2СН=СН2
Эти перегруппировки, проходящие очень легко и приводящие к образованию новой углерод-углеродной связи, открывают очень интересные синтетические возможности. Так, с использованием этого процесса осуществлен синтез сквалена (уравнение 52) [14]. Термическая перегруппировка илида (23) приводит к образованию
R= Мо2С=СНСНгСНгС(Ме)=СНСНгСН2
диена (уравнение 53). Метод последовательного расширения цикла, предложенный Ведеюсом и Хагеном [15], показан на схеме 54. В таких перегруппировках илидов могут участвовать тройные связи и гетероатомы (уравнения 55—57) [1].
(54)
(56)
Й бтинлсульфонипилидах могут происходить как [2,3]-сиг- перегруппировки, так и 1,2-сдвпги, аналогичные псре- пСовке Стивенса. 1,2-Сдвпг с успехом использован в синтезе цпклофРапов (см., например, уравнение 58) [1,16].
Диссоциация в карбены
Хорошо известно, что илиды серы образуются при присоединении карбенов к сульфидам и сульфоксидам. В тех случаях, когда эта реакция обратима, илиды серы могут служить удобным источником карбенов. Имеется ряд примеров, в которых из или- дов серы термическим или фотохимическим путем или при катализе медью образовывались продукты, указывающие на участие в реакции карбенов или карбеноидов (уравнения 59—61) [1, 2, 17]. Предполагают, что биосинтез циклопропанового кольца в ряде природных соединений происходит путем катализируемого медью переноса метиленовой группы из сульфонийметнлида, образующегося из S-аденозилметионина [17],
PhCOCHSMe2 ~^PhCOCHSMe2 ~^(59)(60)(59)(60)Ph2s-CH2 -^ [eu^CHjPh2s-CH2 -^ [eu^CHj(61)(61)
PhCOCHSMe2 ~^
PhCOCHSMe2 ~^
(59)
(60)
(59)
(60)
Ph2s-CH2 -^ [eu^CHj
Ph2s-CH2 -^ [eu^CHj
(61)
(61)
Реакции переноса алкилиденовых группиз металлированных сульфоксидов, сульфонов,сульфимидов и сульфоксимидов
Атомы водорода у а-углеродных атомов перечисленных выше соединений обладают кислыми свойствами; металлические соли этих веществ могут использоваться в качестве нуклеофильных реагентов, переносящих алкилиденовые группы, как и илиды серы При этом уходящей группой, отщепление которой приводит к образованию трехчленного цикла, является анион серусодержащей кислоты, а не нейтральная молекула, как в реакциях илидов (уравнение 62). Возможность использования анионных реагентов в синтезе обусловлена тем, насколько стабилен уходящий анион Металлированные производные сульфоксидов представляют интерес только для изучения механизмов этих реакций (уравнение 63) [18]. Для циклопропанирования с успехом используют карбанионы, стабилизированные сульфонильной группой (уравнение 64) [19].
Z-CH2 +Z-CH2 +ОMeSCH2Na + Ph2CO —►ОMeSCH2Na + Ph2CO —►SO2Ph +SO2Ph +rper-BuOKrper-BuOKТГФТГФPh2CHCHO + Другие продукты(63)Ph2CHCHO + Другие продукты(63)(64)(64)(62)(62)
Z-CH2 +
Z-CH2 +
О
MeSCH2Na + Ph2CO —►
О
MeSCH2Na + Ph2CO —►
SO2Ph +
SO2Ph +
rper-BuOK
rper-BuOK
ТГФ
ТГФ
Ph2CHCHO + Другие продукты
(63)
Ph2CHCHO + Другие продукты
(63)
(64)
(64)
(62)
(62)
Очень сильное влияние на кислотность а-водородных атомов и на способность серусодержащего аниона быть уходящей группой оказывает присутствие сильной электроотрицательной N-п-толил- сульфонильной группы в N-n-толилсульфонилсульфимидах и сульфоксимидах. В уравнениях 65—67 показаны примеры реакций переноса алкилиденовой группы с использованием N-n-толилсульф- онилсульфимидов [20, 21] и -сульфоксимидов [22]. Легко осуще- ствляются превращения кетонов в эпоксиды под действием легко доступных реагентов, образующихся из сульфоксимидов (см. гл. 11.11). Обработка реакционной смеси облегчается растворимостью побочных продуктов в воде [22]. По-видимому, сульф- имидные реагенты реагируют аналогично сульфонийилидам, а сульфоксимидные реагенты — аналогично оксосульфонийилидам (уравнения 65 и 67).
Оо
/ \ PhCHOPhCH=CHCOPh/ \ .«lx
4 ТГФ " phJCH2Li —-> PhCH=CH—j <65'
О 00 %)NTsph
о
r2chschr2
II
NTs
1. NaH, ДМСО
0
cr2
0 Na
II I
+ RCH2S—NTs
(66)
R=H (78%)
R = Me (65%)
(67)
ЛИТЕРАТУРА
В. M. Trost and. L. S. Melvin, Jr., ‘Sulfur Ylides’, Academic, New York, ' 1975.
A. W. Johnson, ‘Ylid Chemistry’, Academic, New York, 1966.
N. P. Epiotis, R. L. Yates, F. Bernardi, and S. Wolfe, J. Amer. Chern. Soc., 1976, 98, 5435; J. M. Lehn and G. Wipff, ibid., 7498.
3a. F. G. Bardwell, J. Branca, and C. R. Johnson, неопубликованные данные.
C. R. Johnson and C. W. Schroeck, J. Amer. Chern. Soc., 1973, 95, 7424.
C. R. Johnson, C. W. Schroeck, and J. R. Shanklin, J. Amer. Chern. Soc., 1973,
7418.
A. G. Hartmann and D. A. Robertson, J. Amer. Chern. Soc., 1972, 94, 2758.
C. R. Johnson and J. P. Lockard, Tetrahedron Letters, 1971, 4589.
R. S. Matthews and T. E. Meteyer, Chern. Comm., 1971, 1576.
/. Gosselck and G. Schmidt, Tetrahedron Letters, 1969, 3445.
E. Breuer and D. Melumad, Tetrahedron Letters, 1969, 1875; H. G. Lehmann, ibid., 1968, 607.
H.Konig, H. Metzger,and K- Seelert, Chern. Ber.,1965, 98, 3712, 3724.
/.E.Baldwin, R. E.Hackler, and D. P. Kelly,Chern. Comm., 1968,537,
538.
B.ALTrost and R. F.Hammen, J. Amer. Chern. Soc., 1973, 95, 962.
G.M.Blackburn, W. D. Ollis, C. Smith, and I. O.Sutherland, Chern. Comm.,
1969, 99.
E. Vedejs and J. P. Hagen, J. Amer. Chern. Soc., 1975, 97, 6878.
R. H. Mitchell and V. Boekelheide, J. Amer. Chern. Soc., 1974, 96, 1547.
T. Cohen, G. Herman, T. M. Chapman, and D. Kuhn, J. Amer. Chern. Soc., 1974, 96, 5627.
C. Walling and L. Bollyky, J. Org. Chem., 1964, 29, 2699.
J. Martel and C. Huynh, Bull. Soc. chim. France, 1967, 985.
У. Tamura, H. Matsushima, M. Ikeda, and K. Sumoto, Synthesis, 1976, 35.
C. R. Johnson and A. Nakanishi, неопубликованные данные.
C. R. Johnson, R. A. Kirchhoff, R. J. Relscher, and G. F. Katekar, J. Amer, Chem. Soc., 1973, 95, 4287.
41?41?14 Зек. 197
41?
41?
СУЛЬФЕНОВЫЕ кислоты и их производные
Д. Р. ХОГГ (University of Aberdeen^
СУЛЬФЕНОВЫЕ КИСЛОТЫ
L Свойства сульфеновых кислот
Феновые кислоты являются соединениями двухвалентной сеоы и имеют общую формулу RS-ОН, причем R может быть как лпкилом так и арилом. Они являются производными неизвестной неорганической кислоты H2SO2 и, следовательно, высоко- пеакпионноспособного и неустойчивого монооксида серы SO Пер- поедставитель этого класса соединении антрахинон-1-суль- феновая кислота (1), выделен в 1912 г., однако прошло 45 лет, прежде чем был осуществлен успешный синтез [1] еще одного соединения этого класса — антрахинон-1,4-дисульфеновой кислоты (2) а вскоре после этого и его 1,5-изомера. В отличие от (1) и (2) антрахинон-2-сульфеновая кислота (3), 4-аминоантрахинон- 1-сульфеновая кислота и флуоренон-1-сульфеновая кислота (4) неустойчивы и их не удалось получить. На основании спектральных данных принимают, что стабильность соединений (1) и (2) обусловлена наличием водородных связей, а также тем, что сульфенильная группа должна быть присоединена к атому углерода, обладающему заметным дефицитом электронов [2],
(8)(4)
дикислотыпеРвой константы диссоциации
водородной свячи Д*Одится в интервале 10"6—10~12. Наличиемсульфеновой кислоты ,я_с.НЯЮт и стабильность 1-метплурацпл-4-которая храниларк ’ ВЫделенн°й в виде серебряной соли,4—6 недель (31Разложения в холодильнике в течение
ны W 2-нптробензолсульфеновых кислот,
ЧТО можноЧТО можностабильны,стабильны,(6)(6)(5)(5)EtOAc, кипячение, 10 минEtOAc, кипячение, 10 минMeSO3H^AcNMe2MeSO3H^AcNMe2АГ= фтал имид о R=CH2C6H4NO2-aАГ= фтал имид о R=CH2C6H4NO2-a
ЧТО можно
ЧТО можно
стабильны,
стабильны,
(6)
(6)
(5)
(5)
EtOAc, кипячение, 10 мин
EtOAc, кипячение, 10 мин
MeSO3H^
AcNMe2
MeSO3H^
AcNMe2
АГ= фтал имид о R=CH2C6H4NO2-a
АГ= фтал имид о R=CH2C6H4NO2-a
замещенных в положении 4 настолько изучать их поведение в растворе [4j.
Считают, что сульфеновые кислоты являются интермедиатами разнообразных химических и биохимических процессов, в том числе процессов окисления тиолов в протеинах [5], фотосинтеза, термического разложения сульфоксидов, включая и перегруппировку сульфоксидов ряда пенициллина (7) в цефалоспорины (9) (уравнение 1) или азетидинотиазолины. Подтверждением промежуточного образования сульфеновых кислот в этих превращениях служит выделение интермедиата последней перегруппировки— оксазетидинсульфеновой кислоты (8), которая оказалась стабильным кристаллическим соединением [6]. В растворе она вновь превращается в сульфоксид (7). Известны и другие сульфеновые кислоты этого типа.
В отличие от самих сульфеновых кислот хорошо известны вещества, которые можно рассматривать как их производные. К ним относятся сульфенилгалогениды RSX, эфиры сульфеновых кислот RSOR1, сульфенамиды RSNH2, смешанные ангидриды сульфеновых и карбоновых кислот RSOCOR1 и тиоэфиры (дисульфиды). В результате щелочного гидролиза этих соединений образуются в конечном итоге тиол и сульфиповая кислота (уравнение 2), которая получается, вероятно, из промежуточно возникающей сульфеновой кислоты. Аналогично ведут себя суль- фенилтиоцианаты и тиолсульфонаты и поэтому их также можно отнести к производным сульфеновых кислот.
4RSX + 4-QH —> 3RS'+ RSO; + 2М2О+ 4Х- (2) X-галоген, OR1, NH3, OaCR‘, SR', SCN, SOaRi
Методы получения сульфеновых кислот*
Антрахинонсульфеновые кислоты (1), (2) и 1,5-изомер кислоты (2) получены щелочным гидролизом соответствующих метил- сульфенатов, образующихся при галогенировании Дисульфидов с последующим метанолизом возникающих сульфенилгалогенидов или дигалогенидов (уравнение 3) [1]. Сульфеновую кислоту не удается получить непосредственным гидролизом сульфенилгало- генида; при этом образуются дисульфид и сульфиновая кислота. Аналогично ведут себя 2-нитро-4-трифторметилбензолсульфенил- хлорид и соответствующий этилсульфенат [4].
Cl2, AIClsМеОН1. КОН
RS-SR "снсь^ RSCIRS0Me Т1«* rsoh (3)
R = антрахинонил-1: 1,4- и 1,5-диантрахинонил
Анион 1-метилтиурацил-4-сульфеновой кислоты (12; R = Me) и тион (11) получены с почти количественными выходами при щелочном гидролизе дисульфида (10) (уравнение 4) [3]. Обычно в результате щелочного гидролиза дисульфидов первоначально образуются ионы RSO" и RS~ [4].
(4)(4)
(4)
(4)
При термическом разложении ди-трет-бутилсульфоксида в различных растворителях при 80 °C в качестве интермедиата образуется трет-бутилсульфеновая кислота. Ее возникновение доказано спектроскопически (ИК, ЯМР), а также присоединением ее к этилакрилату [7]. Доказано также существование бензол-, гептан- и гранс-метоксикарбонилэтиленсульфеновых кислот. Полагают, что элиминирование (уравнение 5) проходит как согласованный гетеролитический процесс. Сульфеновые кислоты образуются также при термическом разложении (96 °C) тиосульфинатов (уравнение 6). Образование сульфеновых кислот при этом доказано путем улавливания их каким-либо реагентом [8].
О
II 80 °C/КХ
Me3CSCMes ► Me3CSOH + Ме2С=СН2W
При импульсном вакуумном пиролизе грет-бугилметилсульфоксида обра зуется метансульфеновая кислота, которая полностью охарактеризована с Г|0' мощью метода микроволновой спектроскопии [6а].
<Н 9RSOH + [g-CRiR2]
rM^r2
Sr = Me, Et. Pr-trDO
Оксазетидинсульфеновую кислоту (8) можно получить путем перехвата промежуточно образующейся сульфеновои ты в виде О-триметилсилильного производного, которое гидролизуется в сульфеновую кислоту.
(6)(6)также кисло- затемтакже кисло- затемРеакции сульфеновых кислот
(6)
(6)
также кисло- затем
также кисло- затем
Восстановление
При действии различных реагентов сульфеновые кислоты восстанавливаются в тиолы. Сульфеновая кислота, образующаяся из пииеральдегиД-З-фосфатдегидрогеназы (ГФД), восстанавливается арсенитом при нейтральном значении pH, тиолами, тиосульфатом, тиомочевиной, азидом и гидразинами [5]. По-видимому, эти реакции отражают электрофильный характер сульфенильного атома серы и могут происходить либо путем двух замещений (уравнение 7), либо путем замещения и элиминирования (уравнение 8).
(ГФД)2ОН M)SSR(ГФД)5Н + RSSR
(ГФД)£Н + NH=NR(ГФД)£Н + NH=NR(ГФД) SOH ^^^ (ГФД)5-ШТНР
(ГФД)£Н + NH=NR
(ГФД)£Н + NH=NR
н
Триметилфосфит восстанавливает сульфеновую кислоту (13) в тиол [9], из которого в результате внутримолекулярной конденсации образуется тиазолин (14). Аналогичные сульфеновые кислоты могут улавливаться аренсульфиновыми кислотами с образованием тиолсульфонатов, в которых легко происходит нуклеофильное замещение сульфинат-аниона, приводящее к сульфиду (уравнение 9) [10]. Сульфеновые кислоты могут перехватываться тиолами с образованием дисульфида, который под действием триалкилфосфита превращается в алкилсульфид (уравнение 10). Восстановление антрахинон-1-сульфеновой кислоты (1) в тиол происходит под действием сульфида натрия [11].
_НН
PhOCH2CONH.? I SOH
ео2сн2СС13
CHoOPh
CO2CH2CCI3
ArSOgHNu”
(9)(10)(9)(10)RSOH *- RSSO2Ar >- RSNu + ArSOj
(9)
(10)
(9)
(10)
r'sh(r2o)3p
RSOH > RSSR1 ► RSR8
Реакции присоединения
Реакции присоединения широко используются для улавливания промежуточно возникающих сульфеновых кислот. Так, алкансуль- феновые кислоты, образующиеся при термическом разложении сульфоксидов и тиолсульфинатов, перехватываются активированными алкенами и алкинами, например этилакрилатом или метил- пропиолатом. Для перехватывания сульфеновых кислот, образующихся при перегруппировке сульфоксидов пенициллинового ряда, использовали норборнадиен, диметиловый эфир ацетилендикарбоновой кислоты и ацетали кетена. Эти реакции являются кинетически контролируемым цмс-присоединением и должны происходить с образованием того же самого циклического переходного состояния, через которое проходит элиминирование сульфеновых кислот из сульфоксидов (уравнение 11). Поэтому образование связи С—Н должно происходить после образования связи С—S. Реакции присоединения к ацетиленам, по-видимому, происходят менее согласованно [12]. Эта реакция может быть использована для стереоспецифического синтеза труднодоступных а,p-ненасыщенных сульфоксидов (уравнение 12) [8].
; RSOH + CH2=CHCO2Et^=t; RSOH + CH2=CHCO2Et^=t
; RSOH + CH2=CHCO2Et^=t
; RSOH + CH2=CHCO2Et^=t
(12)(12)qp± RSCH2CH2CO2Et
(12)
(12)
RSOH + НС=ССО2Ме
R = Me (59%), Et (67%), изо-С5Н7 (49%)
Внутримолекулярная реакция присоединения к неа^ ванной двойной связи алкена используется для стер ^иН ческого синтеза цис-2-замещенных тиолан-1-оксидов ( 2иннЛ. образуются при пиролизе производных 5-тр^т-бутил у- феН0. пентеиа-1 (15), получаемых присоединением трет-бути у вой кислоты к 1,5-дненам (уравнение 13) [13]?
(16)
Необходимо подчеркнуть, что механизм присоединения к алкенам сульфеновых кислот существенно отличается от механизма присоединения сульфенилгалогенпдов.
Образование тиолсульфинатов
Сульфеновые кислоты или их соли в водном растворе легко димеризуются с образованием тиолсульфинатов (уравнение 14). По-видимому, эта реакция происходит быстрее в кислой среде, чем в щелочной. На основании кинетических данных предполагают, что в щелочных растворах существует равновесие (уравнение 15) [14].
2RSOH +=k RS(O)SR+H2O(14)
ArSO' + ArSOH ArS(O)Ar+OH •(15)
Между сульфеновыми кислотами и тиолсульфинатами происходит быстрый обмен, в результате чего устанавливается равновесие с несимметричными тиолсульфинатами [8]. Как и в описанных выше реакциях присоединения, сульфеновые кислоты ведут себя как S-нуклеофилы (уравнение 16).
ОRSOH + R^SRОRSOH + R^SR(16)(16)
О
RSOH + R^SR
О
RSOH + R^SR
(16)
(16)
.(4) Реакции сульфенат-анионов
Сульфенат-ионы являются амбидентными нуклеофиламц [15].
Их взаимодействие с «мягкими» алкилирующими агентами происходит по атому серы с образованием сульфоксидов, а с «жесткими» реагентами — по атому кислорода, что приводит к эфирам сульфеновых кислот (уравнение 17). Анион (17), образующийся из оксазетидинсульфеновой кислоты (8) под действием диизопропиламида лития и ТГФ при —126 °C, при взаимодействии с метилфторсульфонатом образует только О-метилпроизвод- ное [16]. При генерировании этого аниона при комнатной Температуре в присутствии 4-метилморфолина он с хорошим выходом перегруппировывается в изотиазолон (18) [6, 16]. Предполагают, что нестабильность аниона обусловлена взаимодействием между неподеленными парами электронов, а тот факт, что его перегруп-
пировка происходит быстрее, чем димеризация, объясняется
про-
странственнымп требованиями азетидиновой группы и че Я П^°’ разрыва связи. При перегруппировке сульфоксидов пениии^™0 вого ряда легко образуются изотиазолоны. Предполагав Нн°' изотиазолидон, образующийся из Цистеинилвалинсуль*^4™ кислоты, может способствовать образованию пенициллина [17Т
а
[17].
О
(17)
Аг= фталимиде
Окисление
Антрахинон-1-сульфеновая кислота (1) легко окисляется в щелочном растворе кислородом или гексацианоферратом с образованием сульфинат-иона RSO2 [И]. При окислительном хлорировании хлором в уксусной кислоте из 1,4-дикислоты (2) получается 1,4-дисульфокислота [1]. В то же время хлорирование оксазетидинсульфеновой кислоты (8) сульфурилхлоридом в ди- хлорметане при комнатной температуре приводит к соответствующему сульфинилхлориду RSOC1.
СУЛЬФЕНИЛГАЛОГЕНИДЫ
Свойства сульфенилгалогенидов
Сульфенилгалогениды RSHal обычно используют для получения других производных сульфеновых кислот. Наиболее известными и стабильными соединениями этого класса являются суль- фенилхлориды. Писутствие в молекуле электроноакцепторных групп увеличивает, а наличие а-водородных атомов уменьшает и стабильность. Алкансульфенилхлориды обычно представляю^ собой жидкости желтого цвета, ароматические производные жидкости оранжево-красного цвета или желтоватые кристалль [И. 18]; все сульфенилгалогениды обладают раздражающим 424
пахом. Алкансульфспплбромпды — жидкости красного цвета [18]; их можно перегонять в вакууме только при сравнительно низких температурах. Полпгалогеналкапсульфспплбромпды более устойчивы к перегонке, чем незамещенные соединения [19].
Относительно редко встречаются сульфенплиодиды. Это объясняется в первую очередь их более высокой реакционной способностью, а не присущей им нестабильностью. Опи существенно стабильнее при наличии пространственных препятствий для реакций по атому серы; так, например, 1,1 -дпметнлэтапсульфенплиодид в темноте сохраняется без разложения в растворе при —12 °C в течение нескольких дней [20]. Сульфенплиодиды представляют значительный интерес с биохимической точки зрения, обусловленный удивительной стабильностью некоторых сульфенплподидов входящих в состав белка, и их возможным участием в реакциях иодирования в щитовидной железе.
Простые алкан- и аренсульфенилфториды нс известны, но доказано существование перфтор- и пергалогеналкансульфенил- фторидов [21].
(19)(19)(20)(20)(21) X = С1, Вг, I, Вг3(21) X = С1, Вг, I, Вг3
(19)
(19)
(20)
(20)
(21) X = С1, Вг, I, Вг3
(21) X = С1, Вг, I, Вг3
Надежно охарактеризованы [18] ди- и трисульфенплхлориды (например, 19), гетероциклические сульфенилхлорнды и -бромиды (например, 20) и тиосульфенилхлориды (например, MeCOSSCl). На основании данных рентгеноструктурного анализа и измерения электропроводности доказано, что водорастворимые азобензол-2- сульфенилхлорнд, -бромид и -иодид имеют ионную структуру (21), а не ковалентную структуру сульфенильных соединений [19]. По этой причине они не будут рассматриваться далее.
Методы получения сульфенилгалогенидов [22]
иодиоддиалкилдн-диалкилдн-а-углеродпомуа-углеродпомуОбычно наилучшим методом синтеза алифатических, ароматических и гетероциклических сульфеиплбромпдов и особенно хлоридов является галогенирование дисульфидов при низкой температуре в инертных растворителях, обычно в галогенуглеводородах (уравнение 19). Для осуществления реакции с диарилднеульфн- дамп в качестве катализаторов могут быть использованы или хлорид алюминия. При проведении реакции сульфидами для уменьшения хлорирования по атому используют более мягкие хлорирующие агенты, например
иод
иод
диалкилдн-
диалкилдн-
а-углеродпому
а-углеродпому
сульфурилхлорид, трихлорид метилсеры MeSCl3, N-хлорсукциии-
ссцRSSR + C12 > 2RSC1
Сульфенилхлориды и -бромиды можно получать галогенированием тиолов. Обычно это происходит путем трехстадийного про" цесса с участием в качестве интермедиатов дисульфидов (урав’ нения 20—22). Хотя этот метод является лучшим способом получения бензол- и п-толуолсульфенилхлорпдов, он не всегда проходит так же гладко, как галогенирование дисульфидов. Суль- фенилгалогениды образуются также при галогенировании сульфидов, в частности бензилсульфидов и тиоэфиров. Последний метод используется в химии углеводов для получения сульфенил- бромидов (уравнение 23).
RSH + CI2 —* RSC1+HC1(20)
RSH+RSC1 —> RSSR + HC1(2ц
RSSR + C12 —> 2RSC1(22)
Вг2, СС145 мин, 20 °CВг2, СС145 мин, 20 °C+ Me СОВг+ Me СОВг(23)(23)
Вг2, СС14
5 мин, 20 °C
Вг2, СС14
5 мин, 20 °C
+ Me СОВг
+ Me СОВг
(23)
(23)
Сульфенилгалогениды образуются и при присоединении хлора и брома к связи C=S. Этот метод используют в промышленном способе получения трихлорметансульфенилхлорида — промежуточного продукта синтеза фунгицидов (уравнение 24). Аналогично, из тиокарбонилдигалогенидов XX’C = S можно получать другие полигалогенметансульфенилгалогениды.
2CS2 + 5C12 —> 2CCI3SCI+ S2C12 (24)
Сульфенилбромиды могут быть получены взаимодействием соответствующих сульфенилхлоридов с бромидом калия, суспендированным в бензоле, или с бромистым водородом [19]. Сульфе- нилфториды образуются из полигалогеналкансульфенилхлоридов и фторсульфината калия или фторида ртути(II) [21]. Сульфенил- иодиды получают иодированием тиолятов серебра или тиоле*1 в инертном растворителе в присутствии воды [20].
Реакции сульфенилгалогенидов
(/) Нуклеофильное замещение Взаимодействие сульфенилгалогенидов с нуклеофилами (урав некие 25) происходит быстро.
Nu(H) + RSX —> NuSR + X* + (H+)_ (25
Nu = ROH, RO", RCO2, H2O, HO", ArSO3", RSO2H, RSOJ, RSH, RS ,RCOSH, RCSSH, SON", R'(RMgX), RR'CCOzR2, CH2NO2> CN", R3N
Принято считать, что эти реакции проходят по механизму типа 5x2, в котором входящая и уходящая группы находятся в вершинах тригональной бипирамиды, как это показано для переходного состояния (22). Для реакции аминов с трифенилметансульфенил- галогенидами получены кинетические доказательства осуществления ее по механизму присоединения — элиминирования (уравнение 26) [23]. Высокое значение коэффициента Бренстеда (Р) для аминных нуклеофилов дает возможность предположить, что образование связи в значительной степени осуществляется на стадии, определяющей скорость реакции; в то же время относительные скорости этой реакции для сульфеиилгалогенидов, различающихся природой галогена, свидетельствуют о том, что на этой стадии разрыв связи не имеет существенного значения. Однако значение коэффициента р для соответствующих реакций эфиров сульфеновых кислот полностью согласуется с осуществлением ее по механизму типа Sn2, показывая ненадежность одного из этих критериев.
Nu-—S-—X
(22)
RNH2 + R'SC1 ( Д^ RNH2—s-ci —> RNHSR'+HCl (26)
R1
При взаимодействии сульфеиилгалогенидов со спиртами или их анионами вначале образуются сульфенаты, которые обычно трудно выделить, за исключением некоторых алкиларенсульфена- тов. Это объясняется тем, что образующиеся эфиры реагируют с сульфенилгалогенидами, давая различные продукты, в том числе дисульфиды и тиосульфонаты [24]. Арил- и алкилсульфенаты могут также перегруппировываться, соответственно, в гидроксифенил- сульфиды и сульфоксиды (см. разд. 11.16.3.2 и 11.16.3.3).
Смешанные ангидриды сульфеновых п карбоновых кислот RCOOSR1 («сульфенилкарбоксилаты») образуются из сульфенил- галогенидов и натриевых или серебряных солей карбоновых кислот [25]. Обычно эти соединения неустойчивы, за исключением смешанных ангидридов 2,4-дипптробензолсульфеновой кислоты, многие реакции которых похожи на реакции сульфеиилгалогенидов. При реакции я-хлорбензолсульфенилхлорида с безводной муравьиной кислотой образуются дисульфид и тиолсульфонат [26]. Такие соединения получаются обычно при гидролизе суль- фенилгалогенидов в кислой среде. Полагают, что первоначально в реакции с муравьиной кислотой образуется смешанный ангидрид, взаимодействие которого с сульфенилгалогенидом приводит
монооксида углеродамонооксида углеродаОС(О)НОС(О)Н(23)(23)
монооксида углерода
монооксида углерода
ОС(О)Н
ОС(О)Н
(23)
(23)
к катиону (23), а из него с выделением получаются продукты реакции.
В кислых условиях сульфенилгалогениды быстро гидролизуются в тиолсульфонаты и дисульфиды (уравнение 27). При гидролизе в основных условиях первоначально образуются эти же продукты, но под действием избытка основания они быстро гидролизуются (уравнение 28), особенно легко это происходит для тиолсульфонатов [14]. Предполагают, что первоначально в этих реакциях гидролиза образуется сульфеновая кислота или ее анион. Невозможность обнаружения сульфеновой кислоты как интермедиата этих реакций обусловлена, по-видимому, тем, что она обладает более сильными нуклеофильными свойствами, чем вода, и в связи с этим ее реакция с сульфенилгалогенидом происходит быстрее гидролиза сульфенилгалогенида [27].
(27)(28)(27)(28)4RSC1 + 2H2O —> RSO2SR + RSSR+ НС1
(27)
(28)
(27)
(28)
2RSC1+4HO" —* RSO2 + RS" + 2НгО + 2СГ
При взаимодействии метансульфенилбромида с 2,4,6-три- нитробензолсульфонатом серебра в смеси дихлорметана и нитрометана получается смешанный ангидрид сульфеновой и сульфокислот (24). В присутствии ацетонитрила образуется раствор, обладающий электропроводностью. Это можно объяснить возникновением 2,4,6-тринитробензолсульфоната метансульфения. Однако более детальное изучение электропроводности и спектров ЯМР показывает, что в растворе существует скорее специфическое взаимодействие между сульфениевым ионом и растворителем или анионом, а не «свободный» ион [28]. Аналогичные соединения образуются из тетрафторбората и гексафторантимоната серебра. Такие катионоидные частицы присоединяются к олефинам с образованием стабильных эписульфониевых ионов.
Взаимодействие тиолов и их ионов с сульфенилгалогенидами приводит к дисульфидам (см. разд. 11.16.5.2). В аналогичные реакции, приводящие к образованию связи 8—S, вступают и другие S-нуклеофилы, в том числе тиокарбоновые и дитиокарбоновые кислоты, дитиокарбаминовые кислоты, ксантогенаты, а такж такие соединения, как тиомочевина, тиокарбоксамиды, ТИ0УРе^21 и дитиоэфиры; все они могут реагировать в форме ентиолов [ 1-
Сульфенилгалогениды алкилируются и арилируются Реа вами Гриньяра. Они легко сульфенилируют сложные эфиры лов, а-литиевые производные алифатических нитрилов [2 j, 428
гак/ке натриевые соли нитроалканов. Реакция сульфенилгалоге- нидов с сульфиновыми кислотами и их солями, приводящая к образованию тиолсульфонатов, а также их взаимодействие с аммиаком и аминами, при котором образуются сульфеиамиды описаны соответственно в разд. 11.16.6.2 и 11.16.4.2. ’
Реакции с соединениями, содержащими активные метиленовые группы [5(9]
Сульфенилхлориды легко реагируют на холоду с кетонами, имеющими а-водородные атомы, с образованием р-оксосульфидов (уравнение 29).
RSCI + CH3COR —> RSCH2COR + НС1 (29)
Аналогично реагируют p-оксоэфиры, р-диамиды и другие соединения, имеющие активные метильные, метиленовые или метинные группы. При реакции 2,3-диметилиндола с 2,4-динитробензолсуль- фенилхлоридом получено соединение [25; Аг = 2,4-(NO2)2С6Н3]. В реакциях пропан-1,2-дисульфенилхлорида с альдегидами, имеющими а-метиленовые группы, образуются 1,3-дитиоланы (26) [31]. При взаимодействии 2,4-динитробензолсульфенилбромида с ацетоном получен бромацетон, что указывает на более слабые электрофильные свойства сульфенилбромидов и -иодидов по сравнению с сульфенилхлоридами.
Важные в синтетическом отношении а-хлор-р-оксосульфиды (28) получаются при конденсации сульфенилхлоридов с 1,3,2- диоксафосфоленами (27). Полагают, что реакция проходит по полярному механизму (уравнение 30) [32].
Электрофильное присоединение [55]
Сульфенилгалогениды гладко присоединяются к алкенам с образованием p-хлорсульфидов (уравнение 31). Считают, что эта реакция проходит по механизму ArfE2, в котором катионный
интермедиат представляет собой эписульфониевый ион, и приводит, как правило, к стереоспецифическому тракс-присоединепию
6+ 6-6+ 6-RS—X+RS—X+RSRS(31)(31)
6+ 6-
6+ 6-
RS—X+
RS—X+
RS
RS
(31)
(31)
Скорость реакции присоединения очень сильно возрастает при увеличении полярности растворителя, что находится в соответствии с предлагаемым полярным механизмом реакции. Значения функции Гаммета для присоединений к замещенным стиролам (р+ = —2,4) и в реакциях с 4-замещенными 2-нитробензолсульфе- нилгалогенидами (р+ = —0,7) указывают на делокализацию положительного заряда на атомах углерода и серы [34]. Показано, Что стереоспецифичность транс-присоединения и-хлорбензолсуль- фенилхлорида к (£)- и (Z)-бутенам-2 (уравнение 32) сохраняется в интервале температур 180 °C. Такая стереоспецифичность наблюдается в реакциях многих алкан-, арен-, ацил- и амино-N- сульфенилгалогенидов и алкенов. Теоретические расчеты для иона C2H4SH+ показывают, что мостиковый эписульфониевый ион будет более стабилен в качестве интермедиата, чем линейный карбениевый ион [35]. Однако в некоторых случаях стабильность эписульфониевого иона может существенно уменьшиться и присоединение при этом проходит с участием открытого карбение- вого иона, что приводит к потере стереоспецифичности. Примерами таких реакций являются присоединение 2,4-динитробензолсуль- фенилхлорида к /^пс-ацетолу п-МеОСбН4СН=СНМе [36], а также взаимодействие бензолсульфенилхлорида с напряженными циклобутенами [37].
Стадией, определяющей соотношение продуктов, образующихся в реакции электрофильного присоединения («продуктопределяю- щей» стадией), является стадия взаимодействия галогенид-пона с эписульфониевым ионом [38]. При кинетическом контроле со став продуктов реакции будет отражать относительную скорость замещения по углеродным атомам кольца эписульфониевог иона. Наличие a-заместителей, увеличивающих реакционную сп собность в реакциях типа Sn2 (Ph, СОХ, CN или СН=СН2),пр ведет к увеличению относительной скорости реакции по соседне у углеродному атому; алкильные группы или другие объемисть заместители будут уменьшать относительную скорость реакц •
в силу этого терминальные алкены образуют преимущественно аддукты антимарковниковского типа, стиролы и производные акриловой кислоты — продукты присоединения по правилу Марковникова, а диены — продукты 1,2-присоединения по правилу Марковникова (уравнения 33—36). Электроотрицательные заместители в сульфенилгалогенидах уменьшают относительную стабильность эписульфониевого иона, что приводит к увеличению SnI-характера продуктопределяющей стадии и увеличению количества аддукта, образующегося по правилу Марковникова. Образующиеся аддукты при стоянии в кислой или полярной среде обычно перегруппировываются в термодинамически более стабильный изомер. На примере аддуктов, образующихся с (2)-цик- лооктеном [39] и N-аминосульфенилгалогенидами была показана обратимость реакции электрофильного присоединения.
4-O2NC0H4SCI + uso-BuCH=CH2 —►
—► uso-BuCHC!CH2SAr+uso-BuCH(SAr)CH2Cl(33)
(36%)(63%)
MeSCl +CH2=CHCO2Me —> MeSCH2CHClCO2Me (>80%)(34)
PhSCl + CH2=CHCH=CH2 —> PhSCH2CHClCH=CH2 (98%)(35)
PhSCl + CH2=C=CH2 —► ClCH2C(SPh)=CH2 (85%)(36)
Взаимодействие сульфенилгалогенидов с алкил сульфида ми приводит к алкилгалогенидам [40] в тех случаях, когда при расщеплении связи С—S образуются стабильные карбокатионы (уравнение 37). Реакции такого типа могут происходить с продуктами присоединения сульфенилгалогенидов к алкенам при использовании избытка сульфенилгалогенида.
При реакции сульфенилгалогенидов, особенно при наличии в них электроотрицательных заместителей, с разветвленными олефинами конечным результатом может оказаться полное электрофильное замещение (уравнение 38).
MeSCl + PhCHSMe —> Г PhCH— SMe СГЛ —► PhCHCl + (MeS)2 (37)
Et . Et SMe . Et
2,4-(O2N)2CgH3SC1 + Ph2C=CH2 —> Ph2C=CHSAr + HC1 (38)
Аналогично, но по более сложному механизму происходит траяс-присоединение сульфенилгалогенидов к алкинам с образованием 2-хлорвинилсульфидов [41]. Эта реакция происходит медленнее, чем взаимодействие с алкенами; для присоединения 2,4-динитробензолсульфенилхлорида к ацетиленам необходимо использовать в качестве катализатора хлорид алюминия. Присоединение к алкилзамещеиным ацетиленам идет преимущественно против правила Марковникова, причем образующиеся продукты далее не изомеризуются (уравнение 39). На направление присоединения к арплзамещенным ацетиленам заметно влияют
растворитель и заместители. В кислых растворителях или при добавлении кислот к растворителю увеличивается содержание продукта присоединения по правилу Марковникова; при этом образуется также небольшое количество цис-аддуктов (уравне- ние 40). Из замещенных толанов преимущественно образуются продукты присоединения по правилу Марковникова. В этих случаях наблюдается изомеризация аддуктов.
McSCl + EtCsCH —> EtC(SMe)=CHCl (100%)(39)
n-MeC6H4SCl + PhC=CH —> PhC(SAr)=CHCl(40)
[85% (EtOAc), 20% (AcOH)l
Полагают, что во всех подобных случаях реакции присоединения происходят по аналогичным механизмам. Преимущественное присоединение по правилу Марковникова происходит в тех случаях, когда условия реакции и заместители благоприятствуют образованию высокополярного интермедиата (29) на стадии образования продукта. При присоединении против правила Марковникова, по-видимому, происходит распад первоначально образующегося интермедиата (30).
С1С1(зо)(зо)
С1
С1
(зо)
(зо)
При присоединении сульфенилгалогенидов с электроотрицательными заместителями к 1,2-эпоксидам и 1,2-эписульфидам происходит транс-раскрытие кольца с образованием соответственно p-хлоралкилсульфенатов и дисульфидов [43]. Из алкансуль- фенилхлоридов образуются сложные смеси продуктов из-за дальнейших реакций первоначально образующихся сульфенатов.
Электрофильное замещение
Сульфенилгалогениды реагируют с ароматическими соединениями с образованием арилсульфидов [44]. Обычно для осуществления реакции необходимо использовать катализаторы реакции Фриделя — Крафтса (уравнение 41). Без катализатора проходит реакция только с активированными ароматическими соединениями, например с фенолами и диалкиланилпнами, а также с конденсированными ароматическими углеводородами.
'(5) Реакции полифункциональных сульфенилгалогенидов
Трпхлорметансульфеннлхлорид вступает в обычные реакции сульфенилгалогенидов, однако возможно его фотохимическое прн- сосдипение к алкенам. При этом образуется радикал CUCS-, который выступает в качестве переносчика цепи. Трихлорметап- сульфенилхлорид весьма устойчив к гидролизу и даже может перегоняться с паром без разложения. Его частичный гидролиз иод действием вычисленного количества разбавленной серной кислоты приводит к хлоркарбонилсульфспилхлорнду, из которого при взаимодействии со спиртами образуются алкоксикарбонилсуль- фепнлхлорпды (уравнение 42) [45]. Гидролиз под действием разбавленного раствора гидроксида натрия происходит по атому серы; при этом с выходом 82% образуется трихлорметиловый эфир дихлормстплтпосульфокислоты CHCI2SO2SCCU [46]. Предполагают, что в этой реакции сначала происходит обычный гидролиз сульфепплгалогепида (см. уравнение 28) с образованием ионов RS и RSOJ; из последнего в результате элиминирования возникает дихлорсульфен (дихлортиоформальдегиддиоксид) C12C=SO2, присоединяющий тиол.
Реакция хлоркарбопплсульфспилхлорида с аммиаком происходит по атому углерода, в то время как атака тиолов направлена на атом серы, в результате чего образуются дисульфиды, последующее взаимодействие которых с трнфепилфосфпном приводит к алкплгалогенпдам с хорошими выходами (уравнение 43). Возможность легкого перехода от тиолов к алкплгалогенпдам позволяет рассматривать тиолы как синтетические эквиваленты галогенуглеводородов [47].
П2оВиОН, 45 °C
С1зС5С1 C,OCSC1 Bu°2CSC1 <42>
RSH + C1SCOC1 -^Л- RSSCOC1 -^- RC1 + Ph3PS-f-COS (43)
зназнаБифункциональные сульфенплгалогениды имеют большое
зна
зна
чение для синтеза гетероциклических соединений. В реакции 4-хлорформплбензолсульфеннлхлорида с аминами образуются бензнзотназолопы (31). Конденсация ди- или трихлорметансуль- фенплхлорида с амидинами пли S-алкилизотпомочсвииамп приводит к 1,2,4-тиадиазолам (32) [49]. Пятичленные гетероцпкличе- ^оел,|НСнпя получаются в реакциях хлоркарбонилсульфе- нилхлорида с различными 1,3-дпфуш<щюпальпымп соединениями аматАмвР ^очевииами- амидами, енолизующнмнея кетонами, карб- ШяТо^[Г< В "^которых таких -конденса-
сации 2°ба В03М0Ж|1ых продукта. Например, при конден-
у ВНП основания образуй гея тпадназолон с сочленением
колец в положении 2,3, а в хлороформе тиадиазолон (33) с со членением колец в положении 3,4 [51].
Х = Н, С1Х = Н, С1(33)(33)(32)(32)
Х = Н, С1
Х = Н, С1
(33)
(33)
(32)
(32)
Сополидисульфиды типа [—(CH2)xSSCH2)ySS—]„ получены при обработке хлоркарбонилсульфенилхлорида дитиолами, а затем дитиолом в щелочном растворе [52]. Дисульфенилгалогени- ды реагируют с диенами с образованием поли(0-хлортиоэфиров), а с дитиолами или литием получаются полидисульфиды [53].
ЭФИРЫ СУЛЬФЕНОВЫХ кислот
Свойства эфиров сульфеновых кислот
Эфиры сульфеновых кислот RSOR1 изомерны сульфоксидам. Многие эфиры бесцветны, однако эфиры замещенных 2-нитро- бензолсульфеновых кислот представляют собой окрашенные в желтый цвет кристаллы или жидкости. Обычно жидкие эфиры можно перегонять при умеренных температурах, но они чувствительны к влаге и кислороду воздуха. Аналогично стабильности сульфенилгалогенидов стабильность эфиров увеличивается при введении электроноакцепторных групп в молекулу сульфеновой кислоты. В ИК-спектрах алкил-2-нитробензолсульфенатов имеется полоса поглощения около 1000 см-1, приписываемая колебаниям связи С—О [54].
Методы получения эфировсульфеновых кислот
Эфиры сульфеновых кислот получают реакцией сульфенилга^- логенидов с алкоксид- или феноксид-ионамн. Альтернативный способ основан на реакции сульфенилгалогенидов со спиртами или фенолами в присутствии пиридина. При получении алкиловых эфиров алкансульфеновых кислот пригодна лишь методика, использующая алкоксиды (уравнение 44), необходимо избегать избытка сульфенилгалогенида, чтобы свести к минимуму последующие реакции образующегося эфира [55]. При получении таких эфиров вместо сульфенилгалогенида можно использовать М-алкилтиофта- лимид (34) (уравнение 45) [56], получающийся из сульфенилгалогенида и фталимида. Эти методы не пригодны для получения аллилсульфенатов, за исключением эфиров 2,4-динптробензол- сульфеновой кислоты, поскольку образующиеся эфиры очень легко 434
перегруппировываются ([2,3]-сигматропная перегруппировка) а аллилсульфоксиды (уравнение 46),
глим, —40 °C
MeSCl + CsHnOLi> MeSOCsHu (74%)(44)
(45)(45)(34)(34)пиридинСН2=СНСН2ОН+RSCI► CH2=CHCH2S(O)RпиридинСН2=СНСН2ОН+RSCI► CH2=CHCH2S(O)R(46)
(45)
(45)
(34)
(34)
пиридин
СН2=СНСН2ОН+RSCI► CH2=CHCH2S(O)R
пиридин
СН2=СНСН2ОН+RSCI► CH2=CHCH2S(O)R
BuLIчPhSClBuLIчPhSCl(МеО)зРМеОН '(МеО)зРМеОН '(47)(47)Разнообразные циклические и ациклические аллилсульфенаты можно генерировать таким способом in situ и затем улавливать тиофильными реагентами, такими, как триметилфосфит, трис (диэтиламино) фосфин или ион PhS~ Такая последовательность реакций [57] представляет собой общий метод синтеза аллильных спиртов (уравнение 47) и трпзамещенных алкенов. По сути дела это превращение является обратимой 1,3-инверсией сродства к заряду и, таким образом, доказывает синтетическую равноценность сульфоксид-аниона и винил-аниона RRJC—C"R2.
BuLI
ч
PhSCl
BuLI
ч
PhSCl
(МеО)зР
МеОН '
(МеО)зР
МеОН '
(47)
(47)
ОPhS-CILOMeОPhS-CILOMeДля эфиров сульфеновых кислот характерна значительная предпочтительность перегруппировки в сульфоксиды путем 1,2-сдвига 0->S. Однако метоксиметилфенилсульфоксид при стоянии полностью перегруппировывается в метоксиметиловый эфир бензол- сульфеновой кислоты [58]. Полагают, что такая S -> О-перегруп- пиповка Мейзенгеймепа проходит чсэез поляризованный активированный комплекс (35) (уравнение 48).
О
PhS-CILOMe
О
PhS-CILOMe
О I
PhS СН2—OMcj > PhS—ОСНуОМе (48)
Реакции эфиров сульфеновых кислот
Окисление
Эфиры сульфеновых кислот легко окисляются в эфиры сульфиновых кислот под действием пероксикислот или озона (уравнение 49). При окислении метил-п-толуолсульфената (+)-монопе- роксикамфорной кислотой в хлороформе при —25 °C получен оптически активный метил-п-толуолсульфинат [59].
О
Ю1 II
RSOR1 ► RSOR1(49)
При деструктивном хлорировании алкил-2,4-динитробензол- сульфенатов в уксусной кислоте происходит окисление сульфенильной части молекулы с образованием сульфинилхлорида. Наибольший интерес эта реакция представляет с точки зрения возможности изучения поведения образующегося карбокатиона [60]. Сначала образуется тесная алкоксисульфониевая ионная пара (36), которая может распадаться на сульфинилхлорид и карбокатионную ионную пару до или после превращения в разделенную растворителем алкоксисульфониевую ионную пару (37). В зависимости от этого могут образовываться как тесные, так и разделенные растворителем карбокатионные ионные пары (схема 50).
С1С1С1С1С12R—О—SAr —-*НОЛсС12R—О—SAr —-*НОЛсR—О—SArR—О—SArА"А"(36)(36)сю;|>• R—О—SArсю;|>• R—О—SArА"(37)А"(37)(50)(50)
С1
С1
С1
С1
С12
R—О—SAr —-*
НОЛс
С12
R—О—SAr —-*
НОЛс
R—О—SAr
R—О—SAr
А"
А"
(36)
(36)
сю;|
>• R—О—SAr
сю;|
>• R—О—SAr
А"
(37)
А"
(37)
(50)
(50)
R-C1 [R+ А’]R-C1 [R+ А’]R+||A~ —> R-OAcR+||A~ —> R-OAc
R-C1 [R+ А’]
R-C1 [R+ А’]
R+||A~ —> R-OAc
R+||A~ —> R-OAc
Нуклеофильное замещение
Эфиры сульфеновых кислот вступают в те же реакции замещения и присоединения, что и сульфенилгалогениды, однако в данном случае реакции происходят значительно медленнее. При взаимодействии с аминами образуются сульфенамиды (уравнение 51); эта реакция не такая экзотермичная, как в случае суль- фенилгалогенидов, хотя и в ней все еще возможно образование дизамещенных продуктов.
PhSOMe + (k-C3H7)2NH —► PHSN(C3H7-k)2 <51)
Гидролиз эфиров сульфеновых кислот под действием основании проходит значительно медленнее [14], чем гидролиз соответствую- пи1х сульфенилгалогенидов, но при этом образуются аналогичные
иные продукты (СМ. уравнение 28). При гидролизе эфиров “ Пшенных ° нтрахивдН1 " 2-нитробепзмсульфе-
Зппых кислот [4] концентрация анионов сульфеновых кислот на- Нтппько велика, что их можно выделить и определить. Этого не давалось сделать при гидролизе сульфенилгалогенидов. Эфиры 9 нитробензолсульфеновой кислоты взаимодействуют с гидроксид- ?юном по механизму типа SN2 [14] с разрывом связи S-О.Сана- ппгичным разрывом связи гидролизуются бензиловый, n-хлор- и „ метитбензиловые эфиры трихлорметансульфеновои кислоты, однако анизиловый эфир подвергается значительно более быстрому мономолекулярному сольволизу с разрывом связи С—О (уравнение 59) [61] Это свидетельствует о большей стабильности анизил- катиона и о большей кислотности трихлорметансульфеновой кислоты в результате чего анион становится лучшей уходящей группой В целом поведение трихлорметансульфенатов в реакциях сольволиза не всегда однозначно; в качестве альтернативной реакции может происходить замещение атома хлора в трихлорме- тильной группе [62].
CH2OSCC13CH2OSCC13СН2 OSCC13СН2 OSCC13ОМеОМеЕЮН>КО Ас, 25 0 СЕЮН>КО Ас, 25 0 СCH2OEtEtOHJ +C12CSO (52)OMeCH2OEtEtOHJ +C12CSO (52)OMe
CH2OSCC13
CH2OSCC13
СН2 OSCC13
СН2 OSCC13
ОМе
ОМе
ЕЮН>КО Ас, 25 0 С
ЕЮН>КО Ас, 25 0 С
CH2OEt
EtOH
J +C12CSO (52)
OMe
CH2OEt
EtOH
J +C12CSO (52)
OMe
SMe
PhCH2OSMe + h-Bu3PPhCH2OSMe + h-Bu3PPhCH2OP(Bu-w)3PhCH2OP(Bu-w)3—> PhCH2SMe + w-Bu3PO—> PhCH2SMe + w-Bu3PO(53)(53)
PhCH2OSMe + h-Bu3P
PhCH2OSMe + h-Bu3P
PhCH2OP(Bu-w)3
PhCH2OP(Bu-w)3
—> PhCH2SMe + w-Bu3PO
—> PhCH2SMe + w-Bu3PO
(53)
(53)
Эфиры сульфеновых кислот реагируют с фосфинами с образованием фосфоранов, разложение которых приводит к эфиру или сульфиду. При использовании три-я-бутилфосфина получаются сульфиды (уравнение 53) [63].
Реакции с сульфенилгалогенидами
В молекуле эфиров сульфеновых кислот имеется неподелен- ная пара электронов на атоме серы, поэтому они могут выступать в качестве нуклеофильных реагентов; при их взаимодействии с сульфенилгалогенидами образуются тиолсульфинаты и алкилгало- гениды (уравнение 54) [55]. Образующиеся тиолсульфинаты мо- тут диспропорционировать, а также реагировать с исходным суль- фенатом (уравнение 55) [55]. Таким образом ясно, что в реакции спирта с избытком сульфенилгалогенида может образоваться целая гамма продуктов,
OR
MeS—SMe
o—R'Cl J
—>- MeS—SMe + Rei (54)
MeSOR + MeS SMeMeSOR + MeS SMe(55)(55)
MeSOR + MeS SMe
MeSOR + MeS SMe
(55)
(55)
CH2Ci2.
_10„G->- MeSOR + MeS SMe .
Перегруппировки
При попытке получения пропаргилтрихлорметансульфената образуется пропадиенилтрихлорметилсульфоксид (алленилтри- хлорметилсульфоксид). Его образование, вероятно, происходит по механизму, аналогичному [2,3]-сигматропной перегруппировке ал- лилсульфенатов (уравнение 56).
CH2OSCCI3CH2OSCCI3СН2 OSCCUСН2 OSCCUСН2— SCCI3СН2— SCCI3
CH2OSCCI3
CH2OSCCI3
СН2 OSCCU
СН2 OSCCU
СН2— SCCI3
СН2— SCCI3
Для аллилтрихлорметансульфенатов известны два типа перегруппировок: [2,3]-сигматропная перегруппировка и перегруппировка при более высокой температуре в сульфоксиды, которая проходит без 1,3-аллильного сдвига. Анизиловые эфиры также перегруппировываются в сульфоксиды, причем скорость их превращения существенно возрастает при увеличении полярности растворителя. При проведении этой перегруппировки в хлороформе были получены также п-анизилхлорид и дихлорсульфин. Полагают [64], что перегруппировки анизиловых эфиров проходят по механизму ионизации — рекомбинации (схема 56а, ср. уравнение 52).
(56а)
МеО—f \>—СН2С1 + C12C=S=O
Полагают, что перегруппировка бензил-п-толуолсульфената в бензил-п-толилсульфоксид в бензоле при 120 °C проходит по согласованному внутримолекулярному механизму. Такое предположение основано на отрицательных значениях AS+ и прсимуше- 438
ственном сохранении конфигурации у бензильного атома углеро- да {65].
Арил-2-нитробензолсульфенаты при нагревании перегруппировываются в соответствующие гидроксифенил-2-нитрофенилсульфи- ды. Арил-, а также метил- и трет-бутил-2-нитробензолсульфенаты используют для сульфенилирования активных ароматических соединений. При этих превращениях реакция замещения или перегруппировка направляется в орто- или пара-положение по отношению к наиболее электронодонорному заместителю ароматического ядра. По-видимому, в этих реакциях происходит гетеролиз связи S—О [66].
СУЛЬФЕНАМИДЫ
Свойства сульфенамидов [67]
Термическая стабильность сульфенамидов RSNR’R2 уменьшав ется при увеличении основности амина HNR*R2 и увеличивается с усилением электроноакцепторных свойств группы R.
На основании данных колебательных спектров установлено, что порядок связи S—N в простых метилированных моно- и ди- сульфенамндах значительно больше единицы. На увеличенный порядок связи указывает также температурная зависимость спектров ЯМР, поскольку она обусловлена затрудненностью вращения вокруг связи S—N и(или) затрудненностью инверсии у атома азота. На основании изучения температурной зависимости спектров ЯМР ряда циклических и ациклических сульфенамидов1 предполагают, что инверсия у атома азота является стадией, определяющей скорость реакции только у производных азиридина. Барьеры вращения вокруг связей S—N в соединениях типа (38) равны 55—85 кДж/моль и определяются совокупностью взаимодействий между свободными парами электронов, увеличенным порядком связи S—N и пространственными влияниями. В этой системе вклад кратного характера связи S—N становится значительным только для соединений, у которых заместитель X представляет собой электроноакцепторную группу. На основании рентгеноструктурного анализа сульфенамида (39) установлено, что связи у атома азота лежат почти в одной плоскости, что обусловлено р^.—^-взаимодействиями между $р2-гибридизованным атомом азота и электронодефицитным атомом серы.
МрСН—N—SCC13
S—N—Рг-изоISO2PhS—N—Рг-изоISO2Ph
S—N—Рг-изо
I
SO2Ph
S—N—Рг-изо
I
SO2Ph
(38)(39)
Сульфенамидная группировка ассимметрична; аксиальная хиральность возникает вследствие затрудненного вращения вокруг
связи S—N. Но поскольку эта связь конформационно лабильна, То практически невозможно разделение рацемата. Однако при ’использовании оптически активного амина был получен (/?,/?)-изо- мер сульфенампда (39), была определена его абсолютная конфигурация и измерена оптическая активность, обусловленная этим новым хиральным центром [68].
По аналогии с оксимами возможно образование геометрических изомеров у несимметричных сульфенилиминов. Так, например, был выделен более стабильный изомер (40). Полагают, что син-онтн-изомеризация происходит путем инверсии у атома азота по аналогии с сульфенилазиридинами [57].
(40)(40)
(40)
(40)
Сульфенамиды, в особенности бензотиазол-2-сульфенамиды (41), широко используют в качестве ускорителей вулканизации, в то время как N-ацилированные сульфенамиды являются замедлителями вулканизации. Трихлорметансульфенамиды обладают фунгицидными свойствами и, например ортоцид (42), а также его различные модификации, широко используются в сельском хозяйстве.
Методы получения сульфенамидов [67]
Для получения сульфенамидов наиболее часто используют реакцию сульфенилхлоридов с соединениями со связями N—Н. В эту реакцию вступают различные соединения, имеющие N—Н-связь, включая гидразины, амиды, гидразиды кислот, N-ацетилсульфена- миды, тиоамиды и имиды. Иногда реакцию проводят в присутствии сильного основания (уравнение 57).
EtS SEt
EtSCl + EtO2CNH—NHCO2Et -^»- EtO2CN— NCO2Et(57)
В реакции метансульфенилхлорида с избытком диалкиламина при —60 °C образуется сложная смесь продуктов [69]. Полагают, что это происходит за счет дегидрогалогенирования сульфе- нилгалогенида, приводящего к образованию тиоформальдегида. Последующее взаимодействие его с амином дает диамин и сероводород, из которого образуются ди- и трисульфиды. Для уменьшения образования побочных продуктов в этих реакциях вместо
сульфенилгалогенида можно использовать эфиры сульфеновых кислот или, для реакций с вторичными аминами, N-алкил- и N- арплтиофталимиды (45) (ср. уравнение 45).
С хорошим выходом сульфенамиды образуются при взаимодействии алкил- или арилдисульфидов с первичными или вторичными аминами в присутствии ацетата или нитрата серебра (уравнение 58) [67]. На примере этой реакции видно совместное действие электрофильного и нуклеофильного реагентов при расщеплении S—S-связи (см. разд. 11.16.5.3). Если в реакции использовать аммиак и к его смеси с дисульфидом прибавлять альдегид, то образуются сульфенилимины (уравнение 59) [70]. С кетонами эта реакция проходит хуже и совсем не идет при использовании диалкилдисульфида. Другой метод получения сульфенилиминов основан на конденсации cyлiфeнaмидoв с альдегидами или кетонами (уравнение 60).
, EtOAc,
RS—SR + AgOAc + R2NH > RSNR]+RSAg(58)
Ag+
RS SR + NH3 + RCHO > RSN=CHR(59)
nh4ci
RSNH2+R2CO HC1 -» RSN=CR2(60)
Реакции сульфенамидов
Реакции с электрофильными реагентами [67]
Обычно атака электрофильного реагента направляется на атом азота, после чего следует атака нуклеофильного реагента по атому серы, приводящая к расщеплению связи S—N (уравнение 61). В тех случаях, когда реакция происходит внутримолекулярно, она иногда может сопровождаться элиминированием.
X
•б+ 6-I
RSNHR'+X—Y —> RSNHR' + Y’ —► RSY + R'NHX (61)
XY = HHal, n-MeC6H4SO2Cl, CS2, PhNCO, RCOC1
Легкое расщепление сульфенамидов под действием хлористого водорода, приводящее к образованию сульфенилхлорида и амина, используют для удаления 2-нитробензолсульфенпльной группы, применяемой для защиты аминогруппы в синтезе пептидов [71]. Аналогичную реакцию 2,2-диметилэтансульфенамида с йодистым водородом используют для получения 2,2-диметилэтансульфенил- иодида [20]. Взаимодействие сульфенамидов с ц-толуолсульфо- нилхлоридом приводит к м-толуолсульфонамиду и сульфенилхло- риду. В реакциях сульфенамидов с сероуглеродом и фенилизотиоцианатом образуются продукты внедрения (43) и (44) соответ-
ственно. Однако если заместитель R —сильная электроноакцеп торная группа, то реакция с сероуглеродом не происходит.
SNHR1
I!I
RSSCNHR1PhN=C—SSR
(43)(43)(44)
(43)
(43)
Реакции с нуклеофильными реагентами
При взаимодействии сульфенамидов, как и других сульфенильных производных, с нуклеофильными реагентами происходит нуклеофильное замещение по атому серы (уравнение 62).
(62)(62)NuH + RSNR'R2 —> RSNu + R'R2NHNuH = RSH, RSO2H, H2SO3, R3N
(62)
(62)
В реакции сульфенамидов с тиолами образуются Дисульфиды, с сульфнновымн кислотами — тиолсульфонаты, с водным диоксидом серы — соли Бунте, а при взаимодействии с аммиаком или аминами происходят реакции переаминирования [72]. Во все эти реакции с нуклеофилами легко вступают N-арил и N-алкилтио- фталимиды (45), и их часто используют вместо сульфенилгалоге- нидов для получения эфиров сульфеновых кислот, дисульфидов, сульфенамидов и сульфидов (уравнение 63).
Сульфенампды реагируют с соединениями, содержащими активные метиленовые группы, причем может происходить как моно-, так и дисульфенилпрованпе. Так, при взаимодействии соединения (45; R = РН) с нитрилом малоновой кислоты получено соединение (46). Соединение (48) получено реакцией 2,4,6-триметплпирнлие- вого иона (47), имеющего активную метильную группу в положении 4, с п-нитробензолсульфенамидом. Аналогичные реакции происходят с енаминами, в результате которых после гидролиза выделяют |}-оксосульфиды [67, 72].
PhSx ,CN PhS^ \CN (46)PhSx ,CN PhS^ \CN (46)CHSC6H4NO2-MCHSC6H4NO2-M(48)(48)
PhSx ,CN PhS^ \CN (46)
PhSx ,CN PhS^ \CN (46)
CHSC6H4NO2-M
CHSC6H4NO2-M
(48)
(48)
Под действием трис (диметиламино) фосфина М-алкилтиофтал- имиды (45) десульфуризуются, образуя N-алкилфталимиды. Вероятно, в этой реакции первоначально происходит нуклеофильное замещение по атому серы [73]. Этот метод дополняет метод Габриэля, так как если заместителем при атоме серы является вторичный алкильный радикал, после гидролиза получаются вторичные алкиламины.
Образование 1,2-бензоизотиазола
Несколько методов получения 1,2-бензоизотиазолов основано на внутримолекулярной циклизации арепсульфенамидов, у которых в орто-положении находится карбонильная группа. Так, например, из 2-меркаптобепзойной кислоты после этерификации и галогенирования получен сульфенилхлорид, который затем был превращен в сульфенамид; циклизация сульфенамида под действием сильного основания дала 1,2-бензоизотиазолинон-З (49) с хорошим выходом [74]. Полагают, что на стадии циклизации происходит замещение алкоксигруппы у карбонильного атома углерода сопряженным основанием сульфенамида. Внутримолекулярная циклизация [70] использована для получения в одну стадию 3,5-диметил-1,2-бензоизотиазола (50) (уравнение 64).
(50) (30%)(50) (30%)(64)(64)
(50) (30%)
(50) (30%)
(64)
(64)
Термические перегруппировки [67]
При нагревании аренсульфенанилидов (51) до 195 °C одновременно происходят две перегруппировки. В одной из них, характерной для соединений с электронодонорными группами, образуются дисульфид и азобензол. Полагают, что в этой реакции происходит гомолиз связи S—N и димеризация образующихся радикалов. В результате второй перегруппировки, катализируемой кислотой, получается смесь 2- и 4-амипофениларилсульфидов (52) и (53). Вероятно, вначале образуется сопряженная кислота сульфеи- амида, которая внутримолекулярно перегруппировывается. Наличие
электронодонорных групп у атома серы способствует протек этой перегруппировки (уравнение 65) [75].Н еканию
Аналогично ведут себя при нагревании 2-нитробензолсульфен- анилиды, но при этом образуются также продукты, например 2-аминобензолсульфонанилид (54), в которых в процессе перегруппировки произошло перемещение кислорода от атома азота к атому серы. Такая же реакция переноса наблюдается при термической перегруппировке эфиров 2-нитробензолсульфеновой кислоты [66]. В этанольном растворе гидроксида натрия 2-нитробензол- сульфенанилид перегруппировывается в азосульфиновую кислоту (55), причем перемещение обоих атомов кислорода происходит внутримолекулярно [76].
Трисулъфенамиды
Наилучший способ получения трибензолсульфенамида (PhS)3N, который представляет собой кристаллическое вещество желтого цвета, заключается в обработке натриевой соли дибензол- сульфенамида уксусным ангидридом в ТГФ при —20 °C. При нагревании или облучении трибензолсульфенамида выделяется азот и образуется раствор пурпурного цвета, по-видимому, из-за присутствия радикала (PhS)2N*. При полном термическом разложении количественно образуются дифенилдисульфид и азот (уравнения 66—69) [77]. Пурпурный раствор образуется также при окислении раствора дибензолсульфенамида в бензоле диоксидом свинца.
ofPhS^N ^ 2(PhS)2N • + 2PhS ♦
,pbS)N. J (PbShN-N(SPhb — PhSN=NSPh + 2PhS •2(PhS)2N ^phsN_NSph _ N2 + 2PhS.
(66)(67)(68)(69)(66)(67)(68)(69)Радикал (PhS)^ —^""™н“еЛв „Z-положение (уравнение 70). Описана^ анало- дит пмкшм с аминами и индолами, но она ™ЧЙ В случае тетрафенилпиррола происходит ^бразуетсяУ2,4,5,6-тетрафенилпиримидин (56).он0Радикал (PhS)^ —^""™н“еЛв „Z-положение (уравнение 70). Описана^ анало- дит пмкшм с аминами и индолами, но она ™ЧЙ В случае тетрафенилпиррола происходит ^бразуетсяУ2,4,5,6-тетрафенилпиримидин (56).он0является менее об-является менее об-внедрение азота ивнедрение азота иОО(PhS)3N, Д —PhSSPh(PhS)3N, Д —PhSSPh(50%)(50%)(70)(70)NSPh (3%)NSPh (3%)2PhS• —► PhSSPh
(66)
(67)
(68)
(69)
(66)
(67)
(68)
(69)
Радикал (PhS)^ —^
""™н“еЛв „Z-положение (уравнение 70). Описана^ анало- дит пмкшм с аминами и индолами, но она ™ЧЙ В случае тетрафенилпиррола происходит ^бразуетсяУ2,4,5,6-тетрафенилпиримидин (56).
он0
Радикал (PhS)^ —^
""™н“еЛв „Z-положение (уравнение 70). Описана^ анало- дит пмкшм с аминами и индолами, но она ™ЧЙ В случае тетрафенилпиррола происходит ^бразуетсяУ2,4,5,6-тетрафенилпиримидин (56).
он0
является менее об-
является менее об-
внедрение азота и
внедрение азота и
О
О
(PhS)3N, Д —PhSSPh
(PhS)3N, Д —PhSSPh
(50%)
(50%)
(70)
(70)
NSPh (3%)
NSPh (3%)
Ph
Ph
PhPhJ (56)N rJ (56)N r
Ph
Ph
J (56)
N r
J (56)
N r
Ph3P t S^SPb^—>Ph3P—SPhN(SPh)2 ^ РЬ3Р< ,. —^- N(SPh)2
—>- PhS—SPK + Ph3P=NSPb ^^>- ArCH=NSPb + Ph3PO(57)(58)
При низких температурах трибензолсульфенамид реагирует с трифенилфосфином. Реакция происходит по полярному механизму и приводит к дифенилдисульфиду и илиду (57), который реагирует с ароматическими альдегидами с образованием сульфенилиМД- нов (58) с хорошими выходами (уравнение 71) [78].
..16 5. ДИСУЛЬФИДЫ, ТРИСУЛЬФИДЫ И ТЕТРА СУЛЬФИДЫ
Свойства дисульфидов
Молекула дисульфидов имеет зигзагообразную форму (59), что согласуется с представлениями о «гош-эффекте» и с данными квантовохимических расчетов. В диарилдисульфидах группа
—S имеет жесткую неплоскую конформанию с двугранным углом Аг—S—S, равным ~90° [79]. Диалкилдисульфиды имеют
аналогичный двугранный угол, поэтому наличие такой связи в тестичленном цикле, имеющем конформацию кресла, не приводит к заметному увеличению напряжения в цикле. В соответствующих пятнчленных циклических соединениях, например в 1,2-дптиолане (60), наблюдается существенное увеличение торсионного напряжения вследствие уменьшения двугранного угла до ~27°. Полагают что это торсионное напряжение возникает в значительной степени за счет отталкиваний между неподеленными электронными парами на соседних атомах серы [80].
(60)(60)
(60)
(60)
Дисульфидные связи часто встречаются в природных продуктах. Во внеклеточных белках [81] ковалентные дисульфидные связи обеспечивают образование поперечных сшивок, значительно более прочных, чем гидрофобные взаимодействия и водородные связи, которые, как полагают, обеспечивают первоначальное скручивание молекулы белка. Дисульфидная поперечная сшивка
делает относительно постоянным то расположение пептидных цепей, которое первоначально образовалось за счет более слабых
nh2/CONH(CH2)2CHCO2HHSCH2CH^CONHCHzCOzHnh2/CONH(CH2)2CHCO2HHSCH2CH^CONHCHzCOzHсвязывающих сил. Дисульфидные связи не являются основным типом связей во внутриклеточных структурах. Биохимическая важность дисульфидной связи определяется уникальностью природы системы тиол — дисульфид, в которой связь S—S может образовываться и разрываться в условиях, приемлемых для биологических процессов, посредством дисульфидного обмена с участием глутатиона (61). Цистин (62) является составной частью аэробных систем. Он образуется посредством легкого окисления цистеина HSCH2CH(NH2)СО2Н и при «переваривании» дисульфидов, входящих в состав белка. Липоевая кислота (63) участвует в окислительном декарбоксилировании а-оксокислот и является общим звеном в двух основных биохимических процессах, в которых участвует тиол — дисульфидная система: перенос электрона и генерирование тиоэфирных связей, обладающих большой энергией [81,82].
nh2
/CONH(CH2)2CHCO2H
HSCH2CH
^CONHCHzCOzH
nh2
/CONH(CH2)2CHCO2H
HSCH2CH
^CONHCHzCOzH
NHz
Iс g
SCH2CHCO2HS
SCH2CHCO2H—^CO^H
I
NHz
(61)(61)(62)<63>
(61)
(61)
Глиотоксин (64), аранотин и споридесмин (65) [83] являются основными представителями группы метаболитов грибов, для
активностью.активностью.наличие уникальной структуры эпидитио* торых характерно . ’ ^та Несмотря на некоторую ток- диоксопиперазинового Фр . млекОпитающим, соединения этого типГобладают ан™?р"бковой, антибактериальной и антивирусном
активностью.
активностью.
Многие дисульфиды более простого строения выделены из разнообразных природных продуктов. Например, (—)-бис(3-ацеток- сиундецен-5-ил)дисульфид выделен из гавайских морских водорослей рода Dictyopteris', ди-н-пропилдисульфид является одним из компонентов смеси веществ, обусловливающих специфический запах лука, и стимулирует откладывание в нем яиц мухи Hylemya antiqua; пестициды 1 -метилтиопропилпропенилдисульфид и втор- бутил-3-метилтиоаллилдисульфид выделены из смолы Asa foe- tida.
Методы получения дисульфидов
Удобный метод получения дисульфидов основан на окислении тиолов различными окислителями [84]. Окисление кислородом или кислородом воздуха очень чувствительно к катализу ионами металлов, например Fe3+ и Си2+, к УФ-облучению и другим инициаторам радикальных реакций. Несмотря на большое значение этой реакции с биологической точки зрения и важность ее для очистки бензинов от активной серы, механизм ее окончательно не выяснен. Стехиометрия этой реакции в основной среде приведена в уравнении 72..
4RSH + O2 —► 2RSSR + 2H2O(72)
Дисульфиды с хорошим выходом получаются при обработке тиолов галогенами или галогенирующими агентами, например сульфурилхлоридом, в инертных растворителях [85]. Обычно первая стадия реакции (уравнение 73) состоит в образовании сульфе- нилгалогенида, который в результате быстрой реакции нуклеофильного замещения с тиолом превращается в продукт реакции ;^в"с“ие ^‘ ^ классических методиках используют под в ук- ппрппу КИслОте или в водном растворе гидроксида натрия. Для Ппи ип1е,ШЯ ^-алкаптиолов рекомендуют последние условия.
Р пользовании избытка галогена в гидроксилсодержащих
растворителях происходит окислительное галогенирование, а в инертных растворителях образуется сульфенилгалогенид.
RSH + Х2 —> RSX + НХ^д^
RSH + RSX —► RSSR + HX(74)
Аналогично дисульфиды получаются с хорошим выходом при использовании хлораминов [86]. В этой реакции, по-видимому, первоначально образуется сульфенамид (уравнение 75), взаимодействие которого со второй молекулой тиола приводит к продукту реакции (уравнение 76).
Me2NCl + RSH —> RSNMe2 + HCI(75)
RSH + RSNMe2 —> RSSR + Me2NH(76)
R = Ph, СбНц, я-СД^э, р-СюН?
Дисульфиды с выходом 80—90% получаются при взаимодействии тиолятов натрия с бромцианом. Реакция проводится в атмосфере азота при низких температурах. Этот метод используют для получения несимметричных дисульфидов (уравнение 77) [87]. Другой удобный способ получения несимметричных дисульфидов [88] заключается во взаимодействии тиола с диэтиловым эфиром азодикарбоновой кислоты в эфире при комнатной температуре. Получающийся аддукт 1 : 1 затем кипятят в бензоле в течение нескольких часов с другим тиолом (уравнение 78).
NH2г NH2 1
IBrCN I II HO(CH2)2SH
HO2CCH(CH2)2SNa > LHO2CCH(CH2)2SBrJ ►
nh2
(77)(78)(77)(78)—-> HO2CCH(CH2)2SS(CH2)2OH
(77)
(78)
(77)
(78)
(45%)
SR
EtO2CN=NCO2EtIR‘SH
RSH -> EtO2CNHNCO2Et > RS SR1
Описаны разнообразные мягкие методы окисления тиолов в дисульфиды. Флавины анаэробно окисляют избыток тиола в дисульфид с хорошим выходом, одновременно они восстанавливаются в дигидрофлавины. Введение кислорода позволяет проводить эту реакцию как фактически каталитический процесс [89]. 1,2-Дитиан- 5,5-тетраоксид (66) количественно окисляет тиолят-пон в дисульфид (уравнение 79) [90]. Эта реакция, по-видимому, осуществляется в биологических системах.
—> RSSR + O2S—> RSSR + O2S(79)(79)2so22so2
—> RSSR + O2S
—> RSSR + O2S
(79)
(79)
2
so2
2
so2
Гбпс(М.М-диметпламид) ди(азокарбоновой)кислоты] ..хшхметпическп окисляет глутатион (61) внутри красной кровной клетки человека без нарушения ее ФУИ™Г^ пий эФиодптнобис(тпомуравышои) кислоты MeOC(S)SSC(S)OMe окисляеттиолы в дисульфиды с выходом 70-100% в присутствии пиридина, при этом одновременно образуются метапол и сероуглерод [92]. В качестве других окислителей использовали хлорид железа(Ш), гексацианоферрат калия, трис (а_цетилацето- нат) марганца, 2,4,4,6-тстрабромцнклогексадпенон-2,5, 2-иодозо- бензопиую кислоту, ДМСО в присутствии хлористого водорода,
иод и стабильные нитрокснльные радикалы.
К основным методам получения дисульфидов относятся также реакции нуклеофильного замещения с участием различных сульфенильных производных и тиолов или тиолят-ионов. Эти реакции можно использовать и для синтеза несимметричных дисульфидов (уравнение 80), однако выход дисульфидов может уменьшаться в результате последующих реакций обмена тиол — дисульфид, которые происходят быстро в основной среде.
(80)(80)RSH + R‘SX —> RSSR*+[Н+] + [Х~]
(80)
(80)
Х = С1. Вг, SO3Na, NR2, S(O)R2, SR2, SCO2R2, SCN, NCS, М-фталимидо
RSH + CISCOCI —► RSSCOC1 + HC1(81)
До сих пор используют такие традиционные реагенты [85], как сульфенилхлориды, соли Бунте и тиолсульфонаты, особенно в тех случаях, когда они являются бифункциональными реагентами (уравнение 81).
Несимметричные дисульфиды могут быть получены [93] при комнатной температуре реакцией тиолов с N-алкил- или N-арил- сульфенилфталпмидами (45) (см. уравнение 63), которые получаются из сульфенилхлорида и фталимида. Однако и в этом случае продукты могут содержать примеси симметричных дисульфидов. Эфиры типа RSSCOoMe, получаемые взаимодействием тиола с ме- токсикарбонилсульфенплхлоридом в метаноле при 0°С, при комнатной температуре реагируют с тиолами с образованием дисульфидов (уравнение 82) [94]; это один из удобных методов синтеза несимметричных дисульфидов. Для их получения можно также использовать и реакцию обмена тиол — дисульфид. Так, например, при обработке тиолов избытком диметилдисульфида в присутствии триэтилампна образуются несимметричные метилдисульфиды.
R'SHR'SHnc, MeO2CSCI
R'SH
R'SH
кьн> RSSCO2Me >- RSSR1 + HOC(S)OMe (82)
аиги1ИпвМпСТрИЧНЫе Дисульфиды получают восстановлением хлор- ствием Оргапических кислородсодержащих кислот серы дей- 1СИ тРпхлоРСНЛаН —- три-н-пропплампи [95]. Так, дифе- и с выходом^ОТ^Н3 брнзолсульфенилхлорида
финилхлопнпа ’ П3 ^епзолсУльФоннлхлоРИДа. Из л-толуолсуль-
Р да получен дисульфид с выходом 91%. Сульфонил- 15 Зак 497
Хлориды восстанавлпваю гоя до дисульфидов подпетым водородом в*уксусной кислоте. Этот метод особенно пригоден для нитроза- ме'щенных соединений. Алкан- и арепсульфонилхлорнды превращаются в дисульфиды под действием гексакарбопилмолибдена в тетраметилмочевппе при 70 °C в атмосфере азота (уравнение 83) 196]
2RSO2C1 -ДДДДвДДЛ^.^ RSSR (55—75о/о)(83)
Для синтеза симметричных диалкилдисульфидов можно использовать легко протекающую реакцию алкилирования дисульфида натрия алкплгалогеппдамп и дпалкплсульфатами (уравнение 84). Однако при этом образуются также моно- и трисульфиды [85]. Арилпрование действием дпазониевых солей иногда происходит со взрывом.
‘RX + Na2S2 —> RSSR+2NaX(84)
Дпалкплдисульфпды могут быть получены взаимодействием алкилподпдов с серой и натрием в жидком аммиаке или с серой и диаминами, например H2N(CH2)„NH2 (я = 2 или 6).
При кипячении солей Бунте с подом в спирте образуются дисульфиды с хорошими выходами (уравнение 85) [85]. Дисульфиды образуются также при расщеплении тиоцианатов щелочью, аммиаком или аминами (уравнение 86) [85]. Считают, что в обоих случаях интермедиатом является тиол, а дисульфид образуется путем его тиолиза или окисления.
2RSSO3Na + 12+ 2Н2О —► RSSR + 2NaHSO4 + 2HI (85)
"ОН
RSCN > RSSR + NH3 + СО(86)
Монохлорид серы реагирует с алкенами, алкинами или активированными ароматическими соединениями (уравнения 87, 88) с образованием дисульфидов [97]. Эти реакции аналогичны реакциям этих соединений с сульфенилхлоридами. Диалкил- и диарилдисульфиды получаются также гидроборированием алкенов с ^последующей реакцией образующихся трпалкплборанов с серой и щелочным гидролизом (уравнение 89) [98].
+ S2C12 —трет-В ин°-^> + s2трет - Ви1 11 J(87)трег-Ви-С12> НО—(88)_трет-Ву+ S2C12 —трет-В ин°-^> + s2трет - Ви1 11 J(87)трег-Ви-С12> НО—(88)_трет-Ву
+ S2C12 —
трет-В и
н°-^> + s2
трет - Ви
1 11 J(87)
трег-Ви-
С12> НО—(88)
_трет-Ву
+ S2C12 —
трет-В и
н°-^> + s2
трет - Ви
1 11 J(87)
трег-Ви-
С12> НО—(88)
_трет-Ву
„гидроборирование^ Н|)зВC8HllSB(CeHll)2
(89)(89)СбНюА
(89)
(89)
—> (C6HUS—)2
(90)(90)PhCHO —^фХ* PhCbkS—SCH2Ph
(90)
(90)
/Me
NaBH2S3МеСОСН=СМе2^—NaBH2S3МеСОСН=СМе2^—X zsmVX zsmV(91)(91)
NaBH2S3
МеСОСН=СМе2^—
NaBH2S3
МеСОСН=СМе2^—
X zs
mV
X zs
mV
(91)
(91)
Под действием борогидрида натрия, содержащего серу (NaBHzSs) альдегиды и кетоны превращаются в дисульфиды (уравнение’ 90), 1,2-эпоксиды — в бис (2-гидроксиалкил) дисульфиды, а аф-ненасыщенные кетоны — в циклические дисульфиды (уравнение 91) [99].
Реакции дисульфидов
Нуклеофильное замещение
В общем виде реакции нуклеофильного замещения по атому серы в дисульфидах представлены в уравнении 92. Считают, что эти реакции, как и ранее описанные реакции нуклеофильного замещения в сульфенилгалогенидах и других производных, обычно проходят по механизму SN2 [80].
Nu" + RSSR —> NuSR + RS"Nu" + RSSR —> NuSR + RS"(92)(92)
Nu" + RSSR —> NuSR + RS"
Nu" + RSSR —> NuSR + RS"
(92)
(92)
В соответствии с этим влияние заместителей на гидролиз диарилдисульфидов, катализируемый основаниями, не коррелируется с уравнением Гаммета; обменная реакция тиолят-ион— дисульфид в случае ди-трет-бутилдисульфида происходит в ~106 раз медленнее, чем с ди-н-бутилдисульфидом. Такое «неопентильное влияние» группы R3CS проявляется в различных реакциях. Показано, что при нуклеофильных замещениях с участием несимметричных дисульфидов преимущественно образуется термодинамически более стабильный тиолят-ион (см., например, уравнение 93). Этот результат соответствует результатам многих других реакций замещения у сульфенильного атома серы, в которых уходящая группа оказывала существенное влияние на относительную скорость реакции. Однако следует иметь в виду, что были изучены [100] в основном нитрозамещенные арилдисульфиды. .
/ - S S Е t -|- N u-—>NuS Et -|-
—S'
(93)
xNO2\
При отсутствии пространственных влиянии ительной S-пуклеофилыюсти (тиофильности) 15*
no2
порядок
OTHO-
для реакции
арилдисульфидами выражается следующим рядом [101]: (EtO)gP > R”,^^ '^(8> ^S •> Р^зР, CN >
> SOj" > но" > 2,4-(О2М)2СбН35" > NJ > "SCN, Г, PhNH2
Этот ряд не совпадает с рядом относительной С-нуклеофиль- ности и в значительно большей степени зависит от поляризуемости нуклеофила. Следует отметить, что анионы без атома серы (например, ~CN) более тиофильны, чем анионы, содержащие серу (например’, -SCN). 1,2-Дитиоланы (60) проявляют аномально высокую реакционную способность за счет происходящего в процессе реакции снятия торсионного напряжения [80]. Так, например, реакция, представленная в уравнении 94 \к — 1400 л/(моль-с) при 25°C], проходит в ~ 104 раз быстрее, чем соответствующая реакция с ди-н-бутилдисульфидом, а ДД+ при получении (60) окислением 1,3-дитиола на —20 кДж/моль больше, чем при образовании аналогичного шестичленного цикла. По-видимому, такой аномальной реакционной способностью объясняется действие ли- поевой кислоты в биологических системах [82].
S
(60)
Реакции дисульфидов с перечисленными выше нуклеофилами иногда проходят как реакции простого нуклеофильного замещения [102] (см., например, уравнения 95—97), но чаще они являются одной из стадий последовательности реакций.
PhLi + PhSSPh —> PhSPh + PhSLi(95)
RMgX + R*SSRl —> RSR' + R'SMgX(96)
"CN + 2,4-(O2N)2C6H3SSEt —> EtSCN + 2,4-(O2N)2C6H3SH(97)
При взаимодействии цианид-иона с некоторыми диалкилдисульфидами, имеющими аминогруппу в соответствующем положении, образуются циклические продукты; например, из цистина получается 2-аминотиазолин-4-карбоновая кислота (67) (уравнения 98, 99). В то же время под действием цианид-иона возможна монодесульфуризация, особенно при взаимодействии с дисульфидами, имеющими электроноакцепторные заместители (уравне ние 100). Простые диалкилдисульфиды не реагируют с цианид- ионом, а дифенилдисульфид образует с ним равновесную смесь (уравнение 101).
[
NH2 лnh2nh2
—SCH2CHCO2HJ2 —> NCSCH2CHCO2H + "SCH2CHCO2H ("1
(99)(99)
(99)
(99)
но2снс—\тн2
Н2С\ /С=\
S
(67)
г S 1SSS S
-III|1II II(100)
CN + L RiXCS—]2 —► R2NCSCN + R2NCS" —► R2NCSCNR2 + "SC\
PhSSPh +'CN PhSCN + PhS'(101)
Образование сульфидов из дисульфидов легко и обычно с высокими выходами осуществляется под действием диалкиламинофосфинов, но не триалкилфосфинов или фосфитов [103]. Реакция проходит стереоспецифичио с инверсией у одного из а-углеродных атомов (уравнения 102, 103). Трифенилфосфин в водном диоксане восстанавливает дисульфиды в тиолы, одновременно образуется трифенилфосфиноксид в результате гидролиза катиона, возникающего на первой стадии реакции [104]. Трпфепил- и трибутилфосфины используются для предотвращения окисления тиолов при хранении.
(R2N)3P + ^'"-С—s—SR1> ш^С—s—P(NR2)3 + R‘S~ (Ю2)
r‘sr‘sIB'-с— s—P(NR2)3^R^C^'IH + (r2n)3p—s
r‘s
r‘s
Для сульфенилирования енолят-ионов кетонов или сложных
эфиров была применена одностадийная реакция карбанионов с дифенилдисульфидом в ТГФ или с диметилдисульфидом в ГМФТА или его смеси с ТГФ [105]. При использовании двух эквивален
тов основания и дифенилдисульфида вводятся две сульфенильные группы. Эти реакции были использованы при синтезе «^-ненасыщенных карбонильных соединений и а-оксоэфиров (уравнения 104, 105).
1. LIN(Pr-«3O)2.R
_ „ ,।ТГФ. —78 °C|NalO4
R,CH-CH-COlR ► r2CH-C-CO,R
SPh
RR
Iл I
—* R2CH—C—CO2R > R2C=C—CO2R(104)
O=SPh
Rch,co2r
1. LIN(Pr-U3O)2 (2 ЭКВ),ТГФ, —78 °C
Z. Ph2b2 (2 <ku)
SPh
I
R—C—CO2R
SPh
I. 12. MeOH
RCOCO2R (105)
, с ионом НО- Проходит по одному из
Реакция дисульфид ^ отсутствии в молекуле актив- трех механизмов атомов происходит нуклеофильное заме- НЫХ а- или ₽'ВОД°Р°Д образующаяся сульфеновая кислота раз- Таедся "общая стехиометрия реакции приведена в уравне- ”""106' ArSSAr + 4HO- 3ArS-+ArSOT + 2H,O (106)
Ппи наличии кислого а-водородного атома возможна реак- 12-элимпннрования с первоначальным образованием тиона, который гидролизуется в кетон или изомеризуется в ентиол ^оавнение 107). Разрыв S-S-связи может происходить другим - с образованием а-меркаптосульфида (уравнение 108) И071 При наличии кислого ^водородного атома в результате 1 2-элиминирования образуется алкен и гидродисульфид-анион, который с выделением серы превращается в тиолят-ион и далее в сульфид (уравнения 109 111).
Г-он
Н
Me. MeMeMe. MeMeR= CHMeCOiR= CHMeCOi_ P0H°2<\1Л n -O2CX/С—CH2—SSR—>/C=CH2 + “SSR(109)H2^H2lv_ P0H°2<\1Л n -O2CX/С—CH2—SSR—>/C=CH2 + “SSR(109)H2^H2lvRS-S-dlCOs—>RS"+ S=^-CO2-^> О=^-СО7
Me. MeMe
Me. MeMe
R= CHMeCOi
R= CHMeCOi
_ P0H
°2<\1Л n -O2CX
/С—CH2—SSR—>/C=CH2 + “SSR(109)
H2^H2lv
_ P0H
°2<\1Л n -O2CX
/С—CH2—SSR—>/C=CH2 + “SSR(109)
H2^H2lv
RSS".—>RS~ + S(HO)
t /C=CH2 + RS" + H2O ■—> 2 \;h—CHgSRfill)
H2NX
R= CH2CH(NH2)CO2
Аналогично может происходить реакция и в других ^Я в Предполагают, что превращение арилдифенилметилдисульд ^ тиобензофенон под действием изопропоксида натрия пр
через гибридное переходное состояние типа «£1—£1 сВ» (68).Ph
8- 8+ 5-18+8-.
RO—Н—С—s—S—Аг (68)
Ph
Многие реакции дисульфидов, происходящие с разрывом свя- s—S, проходят значительно легче при одновременном участии в них электрофильных и нуклеофильных катализаторов [80, 109]. В качестве примера такой реакции можно привести взаимодействие сульфиновых кислот с дисульфидами в растворе сильной кислоты, приводящее к тиолсульфонатам. Скорость этой реакции заметно’ увеличивается при прибавлении небольших количеств диалкил- или диарилсульфидов, выступающих в качестве нуклеофилов, а также при превращении группы ArS в лучшую уходящую группу присоединением электрофильной ArSO-группы. Возможный механизм превращений с участием катализаторов приведен в
уравнениях 112—116.
ArSO2H + H+ ч=^ ArS(O)OH2(112)
Аг О+I
ArSSAr + ArS(O)OH2ArSS—SAr + H2O(113)
Аг ОО
I || медленно +||
R2S + ArS—S—SAr ► R2SSAr+ArSAr(114)
R2SSAr + ArSO2H —ArSO2SAr +R2S+H+(115)
ArS(O)SAr + 2ArSO2H —> 2ArSO2SAr + H2O(116)
Электрофильный катализ ионами серебра наблюдается в реакции дисульфидов с метансульфинатом натрия, приводящей также
к получению тиолсульфонатов [ПО] (см. также получение суль- фенамидов, разд. 11.16.4.2).
Диспропорционирование несимметричных дисульфидов происходит в различных условиях. Раньше считали, что диспропорционирование в кислом растворе проходит с образованием в качестве интермедиата сульфенпевого иона RS+, но результаты реакции с кислотой, анион которой не является сильным нуклеофилом, лучше всего объясняются осуществлением процесса по цепному механизму (уравнения 117 120); реакции 119 и 120 являются реакциями переноса цепи с участием ионных интермедиатов [111]. Как и в описанном ранее примере, реакция катализируется дибутилсуль- фидом При использовании кислоты, анион которой достаточно уклеофилен, диспропорционирование, как полагают, происходит (/равге^ "'"зУ'»*2”11313 сульфенильного производного
(118)(119)(120)(121)(122)(123)(118)(119)(120)(121)(122)(123)
(118)
(119)
(120)
(121)
(122)
(123)
(118)
(119)
(120)
(121)
(122)
(123)
ArSSR + H+ 4=^ ArSSR ^ ArSSRHH
ArSSR + ArSSR 4=^ ArSSSR+RSHHAr
ArSSR + ArSSSR ^> ArS S SR + ArS SAr
ArR
ArSSR+ ArSSSR 4=* ArSSSR + RSSRRAr
ArSSAr’+HX ^ ArSSAr1 + X" 4=^ ArSX+Ar’SHH
ArSX+ArSSAr1 4=^ ArSSSAr!+X'IAr
X' + ArSSSAr1 ArSSAr + Ar'SX
Ar
Полагают, что обмен между дисульфидами и сульфенилгало- ЛНИ1ооМИ ^оо”^???7 механизмУ, представленному в уравнени- 2 и 123 [113J. Диспропорционирование дисульфидов в щелочном растворе происходит путем ряда нуклеофильных замещении тиолят-ионом.
При термическом диспропорционировании (25 и 60 °C) диал- килдисульфидов (уравнение 124) образуются равновесные смеси, ричем среднее статистическое значение константы равновесия К при лизительно равно 4. Существенные отклонения от этого а людаются для диспропорционирования дисульфидов с трет- кильными группами, при этом значение К возрастает, что объясняется пространственным влиянием этих групп («зубчатое колесо») [114].\ j
R2S2 + R[S2 2RSSR1(124)
седних rpyn^^a^^nni116 МОжет УСК0Ряться под влиянием со-вании 4-(2-апетям„п пРимеР’ равновесие при диспропорциониро-ливается значитебутансульфината натрия устанав-водного сулыЬокигпп° быстрее, чем для соответствующего произ-Такое ускооение карбоновой кислоты или сульфона [115].пы и образованием кции объясняют участием сульфиновой груп-еп па в качестве интермедиата 1,2-дитиан-1,1-диок-
Восстановление
восстановлении дисульфидов различными реагентами обра- Р тиолы [85, 1161- Диарил- и диалкилдисульфиды восстанавливаются алюмогидридом лития с высоким выходом, одиако при- Хеш.е этого восстановителя ограничено пространственными за- Хднениями вокруг связи S-S. Лучшие результаты получаются птЛспользовании борогидрида натрия, особенно вместе с кисло ПР“ Пк^ися (А1СЬ) [117]. Этот восстановитель использовали для восстановления ( + )-лнпоевой кислоты (63) в (+)-дигидроли- поевую кислоту. Для восстановления дисульфидов используют также различные системы металл — донор протона: олово, цинк или алюминий и кислота, натрий во влажном эфире, различные амальгамы в сочетании с водой или разбавленной кислотой. С высоким выходом проходит восстановление с помощью формамидинсульфиновой кислоты H2NC(=NH) SO2H в условиях межфазного катализа (трибутилгексадециламмонийбромнд и водный раствор гидроксида натрия) [118]. Для предотвращения восстановления имеющихся в молекуле дисульфида других восстанавливающихся групп в качестве восстановителя используют глюкозу в щелочном растворе, а также тиолят-ион. Ранее уже упоминалось восстановление под действием трифенилфосфина. Дисульфиды можно восстановить также электролитически или фотолитически. Традиционный метод восстановления дисульфидных связей в белке заключается в обработке его большим избытком тиола. При этом осуществляется реакция обмена тиол — дисульфид (уравнение 125).
(125)(125)RSSR + 2RlSH <=^ 2RSH + R'SSR'
(125)
(125)
Раньше в этой реакции обычно использовали Р-меркаптоэтанол, но в настоящее время широко применяют дитиотреит (69) [119]. Движущей силой восстановления этим реагентом является образование шестичленного циклического дисульфида (70), который энергетически выгоднее линейных смешанных дисульфидов. Если при восстановлении в водной среде получаются плохие результаты, то его можно проводить в жидком аммиаке. В клетках млекопитающих восстановление цистина (62) в цистеин осуществляется в основном действием фермента глутатион : цистин — оксидоредуктазы [81]. Вероятно, реакции восстановления с использованием глутатиона происходят через промежуточное образование несимметричного дисульфида путем реакции замещения тиолят-ионом (уравнение 126). По-видимому, функция глутатиона (61) состоит в сохранении тиолов в восстановленном состоянии.
но он
S
Н2с/
nh2
HSCH2CHCHCH2SH
НОНСх /СН2
CH—CH2SO3H
сн
ОН
со2н
(69)
(70)
(71)
GSH=глутатионGSH=глутатион(126)(126)
GSH=глутатион
GSH=глутатион
(126)
(126)
Окисление
При окислении дисульфидов могут быть получены тиолсуль- фиты, тиолсульфонаты и сульфокислоты [85]:
RSSR —> RSOSR —> RSO2SR —> RSO3H
Под действием горячей азотной кислоты, хромовой кислоты, перманганата калия или пермуравьиной кислоты дисульфиды окисляются в сульфокислоты. Стандартный метод разрыва дисульфидных связей в химии белков заключается в обработке их пермуравьиной кислотой [120]. При этом цистеиновый и цистиновый остатки после гидролиза превращаются в цистеиновую кислоту (71), которую можно определить автоматическим аминокислотным анализом. Более мягкие окислители, например холодная азотная кислота, пербензойная кислота, м-хлорпербензойная кислота и озон, превращают дисульфиды в тиолсульфонаты, причем в некоторых случаях удается выделить тиолсульфинаты.
Как указывалось ранее (см. разд. 11.16.2.2), реакция дисульфидов с хлором или бромом в инертных растворителях приводит к сульфенилхлоридам или -бромидам. Под действием хлора в уксусной кислоте из дисульфида образуется сульфониахлорид [121].
Свободнорадикальные реакции
Многие дисульфиды проявляют термохромизм, при нагревании они обратимо окрашиваются [80]. Для объяснения этого явления было выдвинуто оригинальное, но ошибочное предположение, что это обусловлено обратимой диссоциацией в тиильные радикалы, присутствующие в заметной концентрации (уравнение 127).
RSSR ^ RS • + • SR(127)
При нагревании дисульфидов действительно протекает гомолиз связи S S, и при соответствующих условиях дисульфиды можно использовать в качестве инициаторов винильной полимеризации. Однако такой гомолитический разрыв связи происходитот- что видно из приведенных для дисульфи- А(73) и (74) констант скоростей диссоциации в тииль-
ные радикалы при 100 °C (^00; в с ’) [122].
(72) 8,3-10 6(72) 8,3-10 6S 1Ме2МС—S—J2S 1Ме2МС—S—J2(74) <2-10““(74) <2-10““(73) 5,5 • 10"’(73) 5,5 • 10"’
(72) 8,3-10 6
(72) 8,3-10 6
S 1
Ме2МС—S—J2
S 1
Ме2МС—S—J2
(74) <2-10““
(74) <2-10““
(73) 5,5 • 10"’
(73) 5,5 • 10"’
Дисульфиды являются хорошими переносчиками цепи в реакциях свободнорадикальной полимеризации [123]. При использовании в этих процессах ди-я-алкил- и диарилдисульфидов происходит радикальное замещение у связи S—S (уравнения 128, 129), в то время как при использовании ди-н-алкилпероксидов отщепляется водород. Связь S—8 может также расщепляться в циклических дисульфидах, и при использовании их в реакциях полимеризации наблюдается сополимеризация. Считают, что переходное состояние' (75) гомолитического расщепления связи S—S аналогично переходному состоянию реакции нуклеофильного замещения у атома серы, но находится значительно раньше на координате ре
акции [80].
~CH2CH + RCH2SSCH2R —> ~CH2CHSCH2R + RCH2S (128)
RR
RCH2S + CH2=CHR —> RCH2SCH2CHR(129)
(75)(75)R—S—SR1
(75)
(75)
1R1
При газофазном фотолизе диалкилдисульфидов происходит разрыв связей S—S и С—S. Для диметилдисульфида, облучаемого светом с длиной волны 195 нм, соотношение продуктов этих двух типов разрыва связей равно 1,35: 1,00 [124]. При облучении растворов дисульфидов светом с длиной волны 254 нм разрыв связи С—S будет несущественным, за исключением тех случаев, когда образующийся алкильный радикал стабилен (см., например, уравнение 130) [125]. Изучение фотолиза ди-трет-бутилдисульфи- да с помощью фотохимической индуцированной динамической поляризации ядер показало, что разрыв связи С—S происходит через триплетное возбужденное состояние дисульфида (уравнение 131) [126]. 251 нм
трет-Ви— S—S—Ви-трет -> S2 + 2трет-Ви •,» трет-ВиС! (130)
С С14(90%)
трет-Ви—S—S—Ви-трет —> rper-BuSS • + трет-Ви •(131)
В первичных и вторичных диалкилдисульфидах разрыв связи S S приводит к образованию легко рекомбинирующихся радикалов вследствие чего эти соединения сравнительно фотостабиль-
Трисульфиды
ООООНесимметричные трисульфпды получают с высоким выходом при взаимодействии тиолов с N-(алкилдитио) фталимидами (76) (уравнение 132) [127]. Для получения этого реагента используют два метода: реакцию соответствующего тиола с N.N'-тиобис(фталимидом) (77) или последовательную реакцию фталимида с дихлоридом серы и тиолом в присутствии триэтиламина. Симметричные алкил- и арплтрисульфиды получают наряду с ди- и тетрасульфидами из тиолов и свежеперегнанмого дихлорида серы [128].
О
О
О
О
Действием дигидродисульфида споридесмин (78; п = 2) превращается в споридесмин Е (78; п = 3)—метаболит Pithiomyces chartarum,. Реакция проходит с сохранением конфигурации, на основании чего предполагают, что она скорее всего осуществляется путем внедрения по связи S—S (уравнение 133), а не путем нуклеофильного замещения у атома углерода; по-видимому, это превращение аналогично окислению дисульфидов пероксидом водорода. В аналогичную реакцию вступают циклические дисульфиды и диарилдисульфиды. Однако метод с использованием дигидродисульфида не является общим способом получения трисульфидов, поскольку, например, с цистином или дибензилдисульфидом реакция проходит в очень незначительной степени или совсем не идет [129].
Г s 1
H2S2 II
R—S—S—R >- Lr—S—S—r] —> R—S—S—S—RG33)
Под действием фосфинов происходит монодесульфуризация трисульфпдов (уравнение 134), по-впдпмому, путем нуклеофильного замещения у атома серы, однако трис(диметиламино) фосфин удаляет главным образом (96%) терминальный атом серы, в то время как трифепилфосфин отщепляет преимущественно централь- 460
„ Серы (уравнение 134). и поэтому при действии этого реа- иы“ aTf попреем пн Е (78; и = 3) превращается в дисульфид с со- (Хш« конфпгурашш. Промежуточное положение между эти- МИ фосфинами занимает трв-н-бутилфосфин.
PhCH2S35SCH2Ph J^l PHCH2S35SSCH2Ph PhCH2SSCH2Ph (134)
По-видимому, три- и полисульфиды играют важную роль в живом организме. Дицистилтрпсульфид, диглутатпонилдисульфид и их смешанные дисульфиды активируют 5-амшюлевулинат синтазу [130], а трисульфнд [NaO2S (CH2)4S] 2S предложен для лечения лучевой болезни.
Тетрасульфиды
Симметричные алкил- и арилтетрасульфиды получают из тиола и монохлорида серы (уравнение 135), из алкил- или арилгало- генидов и полисульфида натрия (уравнение 136), а также окислением гидродисульфида (уравнение 137) [128].
2RSH+S2C12 —> RSSSSR+2HC1(135)
2RX + Na2S4 —> RSSSSR + 2NaX(136)
2RSSH+I2 — > RSSSSR+2HI(137)
Дибензилтетрасульфид при перегонке разлагается на дисульфид и серу, но метильный аналог перегоняется практически без разложения, несмотря на то, что скорость его гомолиза при 100°С (Х°5 — 1,7 • 10-4с-1) по крайней мере в 104 раза больше скорости гомолиза простых диарилдисульфидов. Энергия активации этого процесса (153,7 кДж/моль) аналогична энергии диссоциации Ss. На основании этого предполагают, что высшие органические полисульфиды RS,iR (ц ^ 4) имеют аналогичные скорости гомолиза, и радикалы RSn-(«> 1) более стабильны, а следовательно, менее реакционноспособны, чем тиильные радикалы. В соответствии с этими выводами находится наблюдение, что дибензилтетрасульфид ингибирует винильную полимеризацию, в то время как дисульфид используют в качестве переносчика цепи при полимеризации [80]. Тетрасульфиды легко десульфуризуются в дисульфиды под действием сульфит-иона (уравнение 138).
(138)(139)(138)(139)RSSSSR 4- 2S0j- —> RSSR + 2S2O^"С1СН2СН2С1 + Na2S4 —> (—CH2CH2SSSS—)„
(138)
(139)
(138)
(139)
ПРИ нагревании дигалогеналканов, обычно 1,2-дихлорэтана, с evnk^0M полисульфида натрия образуются полимерные поли- По енп^' ^уравнение 139), известные под названием «тиоколы». кяННч>л,ИСТВаМ эти П0ЛисУльфиды очень похожи на каучук, они вулканизуются оксидом цинка. '
Свойства тиолсульфинатов [131]
Низшие алкилтиолсульфипаты (эфиры тиосульфиновых S-кислот) RS—8(0)—R представляют собой подвижные жидкости, а ароматические производные — твердые вещества. В ИК-спектрах этих эфиров имеется характерная для связи 8 = 0 полоса поглощения около 1100 см-1, максимум поглощения в УФ-спектрах находится при 244 им. Связь 8—8 в тиолсульфинатах (энергия связи 193 кДж/моль) [132] значительно слабее и длиннее связи 8—8 в дисульфидах (314 кДж/моль). Возможно, что такое ослабление связи происходит вследствие стабильности сульфинильного радикала RSO«; это находит свое отражение в увеличении реакционной способности этого класса соединений. Тиолсульфинаты можно разделить на оптические изомеры, но оптическая стабильность их будет невысокой, если в молекуле присутствует только один хиральный центр — сера. Однако соединения, содержащие трет-бу- тилтиогруппу, например (79) [133], обладают исключительной оптической стабильностью. Это наводит на мысль, что термическая рацемизация происходит путем разрыва связи 8—8, а не за счет пирамидальной инверсии у сульфинильного атома серы. Разрыв связи 8—8 предполагается также при рацемизации, катализируемой кислотой и нуклеофилом.
' л-МеС6Н4 SBu-mpem,(-)-(S)-(79)
Аллицин (аллилпропен-2-тиолсульфинат) (80) выделен как оптически неактивное бесцветное масло из обычного чеснока Allium sativum] полагают, что именно это соединение придает чесноку его специфический запах. Он обладает антибактериальной активностью против грамположительных и грамотрицательных бактерий, свойствами ингибировать рост опухоли, антивирусной активностью и фунгицидными свойствами. Аллицин обладает скорее бактериостатическим, чем бактерицидным действием; полагают, что аллицин реагирует (а следовательно, лишает подвижности) с тиольными группами, необходимыми для размножения бактерий. В соответствии с этим при реакции аллицина с цистеином образуется несимметричный дисульфид (81). Образование аллицина из его предшественника аллиина (82) катализируется ферментом аллиназой. Полагают, что сульфоксид (82) сначала превращается в пропен-2-сульфеновую кислоту, в результате самоконденсации которой получается эфир (80). При этой конденсации происходит от- 462
щепление элементов воды,ты ошибочно принимали заCH2=CHCH2SCH2=CHCH2S=Oщепление элементов воды,ты ошибочно принимали заCH2=CHCH2SCH2=CHCH2S=Oи в связи с этим раньше тиолсульфина ангидриды сульфеновых кислоти в связи с этим раньше тиолсульфина ангидриды сульфеновых кислотCH2=CHCH2SHO2CCHCH2SInh2CH2=CHCH2SHO2CCHCH2SInh2сн2=снсн2HO2CCHCH2I=Onh2сн2=снсн2HO2CCHCH2I=Onh2
щепление элементов воды,ты ошибочно принимали заCH2=CHCH2S
CH2=CHCH2S=O
щепление элементов воды,ты ошибочно принимали заCH2=CHCH2S
CH2=CHCH2S=O
и в связи с этим раньше тиолсульфина ангидриды сульфеновых кислот
и в связи с этим раньше тиолсульфина ангидриды сульфеновых кислот
CH2=CHCH2S
HO2CCHCH2S
I
nh2
CH2=CHCH2S
HO2CCHCH2S
I
nh2
сн2=снсн2
HO2CCHCH2I=O
nh2
сн2=снсн2
HO2CCHCH2I=O
nh2
(80)(81)I82)
В-Липоевая кислота (протоген В) представляет собой S-моно- оксид а-липоевой кислоты (63); обе эти кислоты были выделены из говяжьей печени. В растущих организмах р-липоевая кислота превращается в а-липоевую кислоту. Тиолсульфинаты являются антиоксидантами и ингибиторами радикальных реакции.
Методы получения тиолсульфинатов
Симметричные тиолсульфинаты получают окислением соответствующих дисульфидов пероксикислотами, метапериодатом натрия, персульфатом аммония, пероксидом водорода или фотосенсиби- лизированны’м окислением в присутствии метиленового голубого (уравнение 140) [131]. Окисление несимметричных дисульфидов происходит не региоселективно [132], как считалось ранее.
О [О]II
R—S—S—R > R—S—S—R(140)
ОО
IIMe2NR * II
R—S—Cl + R'SH > R—S—SR1(141)
* — Оптически активный центр
Несимметричные тиолсульфинаты получают реакцией сульфи- нилхлоридов с тиолами в присутствии основания. Особенно хорошо эта реакция происходит с ароматическими производными; таким путем осуществлен синтез меченного |3С фенилбензолтиол- сульфината. При использовании в этой реакции оптически активных третичных аминов происходит асимметрический синтез (уравнение 141) [133].
Ненасыщенные циклические тиолсульфинаты получают [134] реакцией бутадиенов-1,3 с дисерамонооксидом, который генерируют пиролизом тииран-1 -оксидов (уравнение 142).
(142)(142)
(142)
(142)
Симметричные Ции сульфеновых феновые кислотыСимметричные Ции сульфеновых феновые кислоты
Симметричные Ции сульфеновых феновые кислоты
Симметричные Ции сульфеновых феновые кислоты
тиолсульфинаты образуются при самоконденса-кислот (уравнение 143). В этой реакции суль-могут действовать в качестве S-иуклеофнлов и
S-электрофилов. Так, тиолсульфинаты образуются при гидроЛизе производных сульфеновых кислот, при разложении трет-бутид. сульфоксидов (см. уравнение 5) [8], при катализируемом кислотами раскрытии кольца эписульфоксидов в метаноле (уравнение 144) [135]. Все эти реакции приводят к тиолсульфинатам только при условии отсутствия веществ, способных перехватывать возникающие сульфеновые кислоты. Последний из перечисленных выше методов использован для превращения 17р-гидрокси-2а За- эпитио-5а-апдростан-онти-5-оксида (83) в диастереомерную смесь соответствующих ди-2р-метоксп-3а-илтиолсульфинатов под действием метанола, содержащего каплю концентрированной серной кислоты [136]. В процессе реакции происходит инверсия конфигурации у С-2.
- н и
к ЧII
R—s ) S—к >- R—s—з—R + Н2О (143)
он s+о
н+ / \МеОН||
" "90 °с У MeO(CH2)2SOH —> MeO(CH2)2SS(CH2)2OMe (144)
11.16.6.3. Реакции тиолсульфинатов11.16.6.3. Реакции тиолсульфинатов
11.16.6.3. Реакции тиолсульфинатов
11.16.6.3. Реакции тиолсульфинатов
Нуклеофильное замещение
Реакции тиолсульфинатов могут происходить по сульфенильному (84; положение а) или по сульфинильному (84; положение б) атому серы. Аминолиз zz-толуолсульфенилхлорида происходит в 500 раз быстрее аминолиза д-толуолсульфинилхлорида, поэтому следует ожидать, что нуклеофильное замещение легче будет происходить [80] по сульфенильному атому серы, но такая предпочтительность менее заметна при использовании более «жестких» нуклеофилов. В катализируемом основаниями гидролизе фенилбензолтполсульфината «жесткий» нуклеофил, гидроксид- пон, первоначально с примерно одинаковой скоростью атакует оба атома серы [&а = 140 л/(моль-с); £б = 170 л/(моль-с)] [137], днако дальнейшая реакция происходит только за счет атаки по ульфпнильному атому серы (уравнения 145—147). Общая сте-
хиометрия реакции приведена в уравнении 148.
(145)(146)(147)(148)(145)(146)(147)(148)хиоме рphs(O)Sph + HO-PhSO’ + PhSOH
(145)
(146)
(147)
(148)
(145)
(146)
(147)
(148)
PhS(O)SPh + 2НО' —> PhSO;+ PhS + Н2ОphS" + PhS(O)SPh -—> PhSSPh + PhSO
нескольконесколько3PhS(O)SPh + 2HO" > PhSSPh + 2PhSO? + H2O
несколько
несколько
Аналогичная реакция с тиолят-ионом происходит на порядков быстрее взаимодействия с гидрокепд-ионом и приводит к дисульфидам. Этот анион реагирует по крайней мере в 10 раза быстрее чем соответствующий тиол, что значительно больше обычно’наблюдаемого различия в скоростях реакций анионов и
тиолов. . ,
Реакция оптически активного т/^г-бутил-м-толуолсульфината (79) с метилмагнийбромидом, а также с метанолом в присутствии N-бромсукцннпмпда происходит по^ менее затрудненному сульфинильному атому серы; при этом образуются ( + )-(^)-ме- тил-п-толилсульфоксид (85) и (+)- (/?)-метил-п-толуолсульфинат (86) соответственно. Наиболее вероятно, что эти реакции происходят с инверсией у сульфинильного атома серы [133].
Реагенты Гриньяра или фениллитий реагируют с п-толил-п-то- луолсульфпнатом по сульфенильному атому серы, в результате чего образуются сульфид и соль сульфеновой кислоты (уравнение 149) [138].
ОО
ОIIII
к—s—S— RМе^^'MeO^S^'
о «С6Н4Ме-пС6Н4Ме-п
(84)(85)(86)
ArS(O)SAr + RLi —> ArSR + ArSCT Li+(149)
При рацемизации фенилбензолтиолсульфината в 60%-ном диоксане, катализируемой кислотой и нуклеофилом (уравнения 150 152), на стадии, определяющей скорость реакции, происходит взаимодействие нуклеофила с сульфенильным атомом серы протонированного эфира (уравнение 151). Относительная реакционная способность нуклеофилов в этой реакции аналогична их реакционной способности в реакциях с пероксидами; основное влияние на относительные скорости оказывает поляризуемость нуклеофила.
Ч,1СЛУ ДРУГИХ реакций, подверженных сопряженному электрофильному и нуклеофильному катализу [109], относится взаи- воля.^Т ™олсУльфинатов с сульфиновыми кислотами, прп- ГисуХлов^ИП°9]’ И С ™0ЛаМИ С образованием
ниеУ150? и г П°СЛе стадии протонирования (см. уравнение 151) сутХов Определяющей скорость процесса (уравне- сульфиновая кислота или тиол быстро замещают нукте-
о*ил (уравнение 153), а сульфеновая кислота взаимодействует среагентом или непосредственно, или путем нуклеофильного ката-лиза (уравнения 154, 155) с образованием другой молекулы про-
дукта.дукта.ООН
дукта.
дукта.
(150)(150)ОНNil + (+)-PhS—S—PhОНNil + (+)-PhS—S—Ph">- PhSNu + PhSOH (131)">- PhSNu + PhSOH (131)(+)-PhsSph + Н+ ^=^ (+)-PhS—9Ph
(150)
(150)
ОН
Nil + (+)-PhS—S—Ph
ОН
Nil + (+)-PhS—S—Ph
">- PhSNu + PhSOH (131)
">- PhSNu + PhSOH (131)
OHQH
PhS PhS—Nu > (+)-PhS— SPh + Nu(152)
ArSO2H + PhSNu —> ArSO2SPh + Nu" + H*(153)
ArSO2H + PhSOH —-> ArSO2SPh + H2O(154)
Nu" + PhSOH + H+ —> PhSNu+ H2O(155)
Хорошими нуклеофильными катализаторами являются сульфиды (см. также разд. 11.16.5.3), однако с успехом можно использовать также иодид-, бромид- или тиоцианат-ионы. Общая стехиометрия этих реакций с сопряженным катализом приведена в уравнениях 156, 157.
2ArSO2H+ PhS(O)SPh —► 2ArSO2SPh + Н2О(156)
2ArSH + PhS(O)SPh —► 2ArSSPh + H2O(157)
Термическое разложение
Для тиолсульфинатов возможны два пути термического циклоэлиминирования при 96—100 °C. Для осуществления более предпочтительного пути, в котором происходит разрыв слабой S—S-связи (уравнение 158), необходимо наличие водородного атома в a-положении к сульфенильному атому серы (87; реакция а), в то время как для второго пути необходим водород в ^-положении к сульфинильному атому серы (87; реакция б). В результате перегруппировки по первому пути образуется сульфеновая кислота и полимер, содержащий тиокарбонильные группы [8], а перегруппировка по второму пути приводит к тиосульфиновой кислоте RSSOH и алкену (уравнение 158) [141]. Обе образующиеся кислоты могут перехватываться соответствующими алкинами [132]. Ингибирующее действие тиолсульфинатов на самоокисление непосредственно зависит от их способности к образованию сульфеиовой и тиолсульфиновой кислот, которые являются эффективными акцепторами радикалов, 466
Реакция Реакцийб а
+ RSSOH+ RSSOHRSOH +RSOH +(158)(158)
+ RSSOH
+ RSSOH
RSOH +
RSOH +
(158)
(158)
Термическая диссоциация несимметричных тиолсульфинатов приводит к образованию симметричных соединений, а при термолизе смеси двух симметричных тиолсульфинатов происходит быстрое и полное перераспределение сульфенильного и сульфинильного остатков. Реакцию нельзя инициировать фотохимически, но она чрезвычайно чувствительна к катализу кислотами. Предполагают [8, 132], что реакция проходит с участием сульфеновой кислоты через циклическое переходное состояние (88) (уравнение 159); аналогично может проходить термическая рацемизация тиолсульфинатов.
IIXRSSRIIXRSSRч=т> RSOH +ч=т> RSOH +ОR^SRОR^SR(159)(159)ООMeMeс6н6, н2о> кипячение^ (84%)с6н6, н2о> кипячение^ (84%)Me^IMeS СН2 ОMe^IMeS СН2 О(160)(160)(90)(90)
II
XRSSR
II
XRSSR
ч=т> RSOH +
ч=т> RSOH +
О
R^SR
О
R^SR
(159)
(159)
О
О
Me
Me
с6н6, н2о> кипячение^ (84%)
с6н6, н2о> кипячение^ (84%)
Me
^I
MeS СН2 О
Me
^I
MeS СН2 О
(160)
(160)
(90)
(90)
При отсутствии перехватывающих реагентов образующиеся сульфеновые кислоты могут реагировать с тиолсульфинатами с образованием сульфинплтиосульфониевых ионов (89), которые в результате перегруппировки Пуммерера превращаются в а-алкил- сульфинилдисульфиды (90) с высокими выходами (уравнение 160) [132]. -
Диспропорционирование
При стоянии тиолсульфинаты диспропорционируют, в результате чего образуется смесь дисульфида и тиолсульфоната (уравнение 161), а также небольшие количества других продуктов окисления.
(161)(161)2MeS(O)SMe —> MeSO2SMe + MeSSMe
(161)
(161)
При проведении реакции в инертной среде имеются все основания считать, что процесс происходит по свободнорадикальному механизму с первоначальным гомолитическим расщеплением связи S—-S (уравнение 162) [142]. После этого может происходить рекомбинация, сопровождаемая уходом из радикальной клетки некоторой части радикалов ArSO2-, из которых образуются более окисленные продукты (уравнения 163, 164), а также реакции радикального замещения (уравнения 165, 166). Аналогичные реакции происходят при облучении [132].
ArSOSAr ч=^ ArSO* + ArS.(162)
2ArS • —> ArSSAr(163)
2ArSO. [ArS(O)—OSAr] [ArSO2 SAr] —> ArSO2SAr (164) ArS • + ArS(O)SAr —> ArSSAr+ ArSO-(165)
ArSO • + ArS(O)S Ar —> ArSO2SAr + ArS •(166)
ОО Ph
IIмедленно II [
PhSSPh + PhSNu * PhS—SSPh + Nu"(167)
Ph О I IIбыстро
PhSS—SPh+H2O> PhSSPh + PhSO2H(168)
PhSO2H + PhSNu быс—°> PHSO2SPh + NuH(169)
^Диспропорционирование происходит также и в более полярной среде, в том числе в водной уксусной кислоте и водном диоксане (см. уравнение 161). В этих условиях реакция осуществляется путем катализа кислотой и нуклеофилом [143], она очень похожа на ранее описанные реакции, происходящие путем сопряженного электрофильного и нуклеофильного катализа. После быстрого первоначального протонирования и замещения нуклеофилом (см. уравнения 150, 151) медленно образуется, как предполагают, сульфинилтиосульфониевый ион (уравнение 167), который быстро гидролизуется в дисульфид и сульфиновую кислоту (уравнение 168). Образующаяся сульфиновая кислота превращается в тиолсульфонат (уравнение 169).
ТИОЛСУЛЬФОНАТЫ
Свойства тиолсульфонатов
Низшие представители тиолсульфонатов RS—SO2R (эфиры тиолсульфоновых S-кислот) представляют собой довольно вязкие жидкости а более высокомолекулярные эфиры — твердые кристаллические вещества. п-Толил-п-толуолтиолсульфонат не разлагается при температуре выше 100 "С, его стабильность значительно превышает стабильность соответствующего дисульфида и тиотсу.тьфината. Такая термическая стабильность и наличие полос поглощения в областях 1110—1133 и 1310—1333 см-1, характерных для группы —SO2—, служат неоспоримым доказательством того, что эти соединения содержат группировку —SO2S—, а не изомерную структуру «дисульфоксида». Тио.тсульфонаты обладают бактерицидной и фунгицидной активностями, которые, по-ви- димому, обусловлены блокированием ими нормального метаболизма микроорганизмов в результате сульфеннлирования тиольных групп ферментов [144].
Методы получения тиолсульфонатов
Симметричные тио.тсульфонаты получают окислением дисульфидов пероксикислотами, холодной азотной кислотой, пероксидом водорода, пентаоксидом ванадия или хлором в уксусной кислоте с последующим гидролизом (уравнение 170) [145].
IO]
RS—SR > RSO2— SR(170)
Несимметричные тио.тсульфонаты получают сульфенилирова- нием сульфиновых кислот или их солей, в частности серебряных солей, сульфеновыми кислотами или их производными, обычно сульфенилгалогенидами (уравнение 171). Таким путем, например получен эфир (91; X = SO2C6H4Me-n) при взаимодействии су.ть- феновои кислоты (91; Х = ОН), промежуточно образующейся при нагревании соответствующего сульфоксида — производного пенициллина, с «-толуолсульфиновой кислотой [10]. В качестве су.ть- фенилирующих агентов можно использовать дисульфиды при условии проведения реакции в присутствии ионов серебра, выстм- ™их в„качестве электрофильного катализатора [146]. Другой
тЖНЫИ МеТ°Д синтеэа тиолсульфонатов, основанный на реак- С сУльФОНИлхаоРиламп, практически не используется, сульФонатЯПмРИ ЭТ0М ПР°ИСХОЛИТ быстрая реакция тиолов с тиол- ульфонатами, приводящая к дисульфидам.
(171)(171)Для такжеДля такжеRSO2M + R'SX —► RSO2SR' + MX
(171)
(171)
Для также
Для также
получения несимметричных тиолсульфонатов используют алкилирование солей тиосульфоновых кислот (Травне
ние 172), которые получают нагреванием солей щелочных метал лов сульфиновых кислот с серой в ацетоне [147]. ' zi-MeC6H4SO2SK + Вг(СНг)зВг >• ч-МеСбН45О25(СН2)з5 5О2СвН<Ме-п (172)
Синтез тиолсульфонатов реакцией сульфиновых кислот с дисульфидами рассмотрен ранее (см. разд. 11.16.5.3; упавн/ ния 112-116). е‘
Реакции тиолсульфонатов
Нуклеофильное замещение
Скорость нуклеофильного замещения у сульфонильного атома серы на несколько порядков ниже скорости замещения у сульфинильного или сульфенильного атомов серы. Поэтому атака нуклеофилов обычно направлена на сульфенильный атом серы тиолсульфоната и приводит к замещению сульфенат-пона (уравнение 173). Исключением из этого правила являются трифторме- тилтиолсульфонаты. При их взаимодействии с некоторыми аминами образуются сульфонамиды, а с тиолами происходит обменная реакция. Таким образом, в обоих случаях атака нуклеофилов происходит по сульфонильному атому серы [148].
Nu" + RS—SOzR1 —> NuSR + R*SO7(173)
В общем, при взаимодействии тиолсульфонатов с нуклеофилами — алкоксидами, тиолами, аминами, соединениями, имеющими активные метиленовые группы, реагентами Гриньяра — образуются те же продукты, которые получаются из соответствующих сульфенилгалогенидов или других производных сульфеновых кислот (см. разд. 11.16.2.3). В некоторых случаях эти реакции обратимы и, например при аминолизе, равновесие обычно сдвинуто в сторону тиолсульфоната. При гидролизе в присутствии оснований получается смесь дисульфида и соли сульфиновой кислоты (уравнение 174).
3RSO2SR + 4HO" —» RSSR + 4RSO;+2Н2О(174)
Большая стабильность и доступность тиолсульфонатов по сравнению с сульфенилгалогенидами, а также возможность их использования в качестве умеренно активных сульфенилхлоридов в реакциях сульфеиилирования делают эти соединения синтетически ценными реагентами. Так, при взаимодействии соединения (91; X = 5О2С6Н4Ме-/г) с карбанионами образуются сульфиды, например (92), и выделяется сульфиновая кислота; таким образом расширяется диапазон заместителей, которые можно вводить к атому серы пенициллина [10].
5,8'-Триметиленди (п-толуолтиосульфонат) (93) в присутствии основания реагирует с соединениями, имеющими активную метиленовую группу, например с малоновыми эфирами; при этом об-
sxsxPhCH2CONHPhCH2CONH.СО2СН2СС1з.СО2СН2СС1з(91)(91).CO2CH2CC13.CO2CH2CC13(92)(92)H H
sx
sx
PhCH2CONH
PhCH2CONH
.СО2СН2СС1з
.СО2СН2СС1з
(91)
(91)
.CO2CH2CC13
.CO2CH2CC13
(92)
(92)
PhCH2CONH S-CH(CO2Et)2
разуются соответствующие 2,2-дизамещенные 1,3-дитианы (94) и выделяется н-толуолсульфиновая кислота (схема 175) [149]. Таким же путем из этиленди (/г-толуолтиосульфоната) образуются 2,2-дизамещенные 1,3-дитиоланы. Аналогичные интермедиаты можно получить из соединений, в которых метиленовая группа активирована недостаточно, например из циклогексанона, но в этих случаях соединение предварительно превращают в енамин или гидроксиметиленовое производное [149]. В получающихся дитпопроизводных тиогруппы стабильны к действию кислот, но их можно восстановить в метиленовые группы действием никеля Ренея или гидразина и, следовательно, использовать для защиты метиленовых групп. Гидролиз этих групп в карбонильные группы происходит в присутствии соединений ртути(II).
СН2ХУ О=СХУ
N1 РенеяN1 РенеяS /COR V /\S XCORS /COR V /\S XCORRCOCH2CORRCOCH2CORтрет-BuOHтрет-BuOH/СН2—SSO2Ar\СН2—SSO2Ar/СН2—SSO2Ar\СН2—SSO2Ar(95)(95)(93)(93)'~S XCOR'~S XCORNaH, ДМФ ■<RI INaH, ДМФ ■<RI I(97)(97)RCOCH2COR, MeOHS 'COR(96)Аг = п-толилRCOCH2COR, MeOHS 'COR(96)Аг = п-толилch2xych2xyАсО"АсО"“HgCh, водн. ТГФ“HgCh, водн. ТГФ
N1 Ренея
N1 Ренея
S /COR V /\
S XCOR
S /COR V /\
S XCOR
RCOCH2COR
RCOCH2COR
трет-BuOH
трет-BuOH
/СН2—SSO2Ar
\СН2—SSO2Ar
/СН2—SSO2Ar
\СН2—SSO2Ar
(95)
(95)
(93)
(93)
'~S XCOR
'~S XCOR
NaH, ДМФ ■<
RI I
NaH, ДМФ ■<
RI I
(97)
(97)
RCOCH2COR, MeOH
S 'COR
(96)
Аг = п-толил
RCOCH2COR, MeOH
S 'COR
(96)
Аг = п-толил
ch2xy
ch2xy
АсО"
АсО"
“HgCh, водн. ТГФ
“HgCh, водн. ТГФ
(«З^Л AA'10®”™' ^"“""ДсндиО-толуолтиосульфон.тга) водородов■ ™"а”И о6РазУ™” З-ацил-М-литиап (96) в втором ZEJ достат0"™ „ его можно высоким ВЗГЬ’ ° РезУльтате чего получается соединение (97) с Растворителя щнол^оп^95 ?Н° вь,дслить> ссл» « качестве образование эти" соелХ^Гй У СПИрт' Промежуточное Ществлепия протекающего о т М°Ж6Т бЬПЬ ИСИользовано для осу-
Р текающего с трудом превращения 1,3-дикетопов в
j,3-диолы [150]. Циклические р-дикетоны реагируют с тримети- ленди(п-толуолтпосульфонатом) в метаноле с раскрытием цикла в результате чего с высоким выходом образуются оксоэфипы’ например [96; R = (СНгЦСОгМе].’
В реакциях тиолсульфонатов с соединениями фосфора (Щ) образуются различные продукты в зависимости от используемого соединения фосфора [151]. Трифенилфосфин восстанавливает тиосульфонаты в дисульфиды (уравнение 176). При взаимодействии с триалкилфосфитами преимущественно образуются алкилсульфи- наты, т. е. происходит десульфуризация (уравнение 177). Десульфуризация происходит также под действием аминофосфинов, но при этом обычно образуются сульфоны с хорошим выходом (уравнение 178). По-видимому, на первой стадии этих реакций происходит нуклеофильное замещение фосфором у атома серы с вытеснением сульфинат-иона, который далее путем замещения у углерода образует сульфон или эфир сульфиновой кислоты или подвергается восстановлению.
RSO2SR + 2Ph3P —> RSSR + 2Ph3PO(176)
ОRS
RSO2SR + (EtO)3P —> [rSO? (EtO)3PSR] —> RSOEt + (EtO)2PO (177) RSO2SR + (Et2N)3P —> [rSO? (Et2N)3PSR] —> RSO2R + (Et2N)3PS (178)
Электрофильные реакции
Электрофильные реакции тиолсульфонатов похожи на электрофильные реакции сульфенилгалогенидов. Под действием метил- метантиосульфоната вводится метилтиогруппа в положение 4 цефалоспорина (98; R = PhCONH), причем образуется исключительно 0-изомер (99; R = PhCONH) [152]. В ароматические соединения алкилтиогруппы можно ввести при взаимодействии с алкил- тиолсульфонатами в присутствии хлорида алюминия. Этот метод использован для синтеза бензо-1,4-дитиина и бензо- 1,4-оксатиина
из эфира (100; X = Sиз эфира (100; X = SSO2MeSO2Me(100)(100)или О) в присутствии хлорида алюминия
из эфира (100; X = S
из эфира (100; X = S
SO2Me
SO2Me
(100)
(100)
Окисление и восстановление [/54]
При осторожном окислении тиолсульфонатов пероксидом водорода получаются дисульфоны (уравнение 179), в более жестких 472
(179)(179)в спиртев спиртеусловиях происходит разрыв связи S-S „ образуются сульфоно- вые кислоты. RSO2SR + 2H2o2RSO2SO2R + 2Н2О
(179)
(179)
в спирте
в спирте
(180)(181)(180)(181)Ппгстановление тиолсульфонатов цинковой пылью Jи сульфиновую кислоту (уравнение 180), а восстанов- летие ХЁ™ и КИСЛОТОЙ или амальгамой натрия-два тиола (уравнение 181).^^ _ RS0,H + R.SH
(180)
(181)
(180)
(181)
RSO2SR' —> RSH + R'SH
ТИОЦИАНАТЫ
Свойства тиоцианатов
Алкилтиоцианаты RSCN представляют собой довольно стабильные летучие масла со слабым запахом лука-порея, а арилтиоцианаты — высококипящие жидкости или твердые вещества. Колебания связи C==N у тиоцианатов проявляются в виде харак теристичной узкой полосы поглощения в области 2130 2160 см-1 в отличие от широкой полосы поглощения изотиоцианатов в области 2040—2110 см-1. Интенсивное изучение алкил- и арилтиоцианатов обусловлено использованием их в качестве инсектицидов; по этой причине детально исследовалась их токсичность для млекопитающих [155].
Методы получения тиоцианатов
Наиболее общий метод синтеза алкил- и арилтиоцианатов состоит во взаимодействии соответствующих галогенидов, сульфатов или сульфонатов с тиоцианатами щелочных металлов (уравнение 182) [155, 156]. Обычно выходы в этих реакциях очень хорошие (>70 %), но продукт часто бывает загрязнен изотиоцианатом, особенно в тех случаях, когда реакция протекает по механизму SnI.
RX + "SCN —> RSCN + X"(182)
Неактивированные арилгалогениды не вступают в реакции нуклеофильного замещения. Удобный метод синтеза арилтпоци- анатов основан на использовании реакций Зандмейера или Гат- термана с диазониевыми солями. Одновременно возможно замещение атомов галогена или нитрогрупп, находящихся в орто- или пара-положении к диазоииевой группе. Тиоцианат-ион, как и большинство обычных нуклеофилов, реагирует с Р-пропиолакто- ном с раскрытием цикла и образованием З-тпоцианатопропионо- соотп^ИСЛ°ТЬ^ ’ ПРИ взаимодействии с 1,2-эпоксидами получаются мРтпп?ВуЮЩИС эписУльФиды, что представляет собой удобный
Д синтеза этого класса соединений (уравнение 183) [157].
Прямое раскрытие кольца у 1,2-эпоксидов под действие.
ановой кислоты приводит к р-гидроксиалкилтиоцианатам^п?0^' тиоцианат-пон не реагирует с алкильным углеродным' U°bI4Ho сложных эфиров, но я-алкил-з,5-дигидроксибензоаты о атом°м с плавленой смесью тиоцианатов натрия и калия с обоаГИрУЮт «-алкилтиоцианата, содержащего лишь небольшую ппи°ВаНйем тиоцианата (уравнение 184) [158], Римесь ц3о.
NCS
+NCS —+NCS —(183)OCN'(183)OCN'
+NCS —
+NCS —
(183)
OCN'
(183)
OCN'
ArCO2Me + 'SCN —► MeSCN + MeNCS(184)
(75%)(6%)
^С^догалогенный характер группы SCN ясно виден из ряда ~ С алкенами и ароматическими соединениями, в которых натрия ТкоиТЦИаНаТЫ- Тиоцизновзя кислота или тиоцианат нами е и концентрировзннзя^ серная кислота реагируют с алке- которой ofiwuHBa™eM хСмесей тиоцианатов и изотиоцианатов, в ° пРе°бЛаДают изотиоцианаты (уравнение 185) 4otLo "ЧТ0 На первой Стадии Реа,<ДИ1‘ происходит
затемалкена с образованием карбокатиона, который
реагируеттиоциават-ионом [156]. Дитиоциан (диродан)
боднопа п леФинами [1^9] двумя путями: в результате сво- тиопианятм ° пР°цесСа преимущественно образуются а,₽-ди- лярномувРемя как ПРИ осуществлении реакции по по-
различными ИЗМУ получаются а,р-дитиоцианаты наряду с (уравненияизомерных р-тиоцианатоизотиоцианатов
Дитиотшянат ’ $z)‘ При Добавлении порошка железа выход тиоциан 3 Заметно УВеличивается. Аналогично реагирует хлор-
Ме2С~СН2 + HSCN —> Me3CSCN + Me3CNCS(185)
(33%)(66%)
RCH=CH2-b (SCN)2 —> RCH(SCN)CH2SCN086)
RCH=CH2 + (SCN)2 —>•
► RCH(SCN)CH2SCN + RCH(NCS)CH2SCN + RCH(SCN)CH2NCS (187)
группаПРЯМ0Г0 электрофильного замещения тиоцпанато-
<ет быть введена в ароматические соединения [160]
только при взаимодействии дитиоциана с реакционноспособными ароматическими субстратами, например аминами и фенолами. Для введения этой группы в ароматические эфиры и анилиды используют более реакционноспособный электрофил— хлортиоциан, а для реакции с такими соединениями, как бензол и тиофен, необходимо присутствие хлорида алюминия. В общем следует отметить, что выходы в этих реакциях ниже, чем в реакциях Зандмейера и Гаттермана. Для введения тноинапатогруппы в ароматические соединения используют фотолиз легкодоступных бис (трифторацетатов) арилталлия в водном растворе тиоцианата калия (уравнение 188) [161]. В этом методе направление замещения можно контролировать, поскольку тиоцианатогруппа присоединяется к тому углеродному атому кольца, у которого находился таллий. При взаимодействии алкенов с тиоцианатом калия в спирте в присутствии хлорида меди(II) получаются р-алкокси- тиоцианаты (уравнение 189) [162]. Особенно хорошие выходы в этих реакциях получаются при использовании простых или сложных виниловых эфиров, а также а,р-ненасыщенных альдегидов.
(188)(188)ArTl(OCOCF3)2 + KSCN ~^> ArSCN (36—58%)EtO SCN
(188)
(188)
;С=С + KSCN + 2CuC12 + EtOH —> 'С—+ 2CuCl + КС1 + НС1
4(189)
Тиоцианаты образуются в реакциях тиолят-ионов и тиоля- тов тяжелых металлов с галогенцианом. На этой реакции основан метод получения меченых тиоцианатов (уравнение 190) [163]; она также используется для увеличения выхода тиоцианатов при взаимодействии цианид-иона с диарилдисульфидами, в результате которого образуется смесь тиола и тиоцианата (уравнение 191) [164]. В аналогичной реакции тиолов с дитиоцианом образуются сульфенилтиоцианаты, последующая реакция которых с тиолами приводит к дисульфидам. Такая последовательность реакций использована для синтеза производных цистина (уравнение 192)
35SHBrCN
RSH > RSCN >- R35SH Rs5SCN
~CNBrCN
(190)(191)(190)(191)SHI ZCyOHSHI ZCyOHSSCN (SCN)2 | * ZCyOHSSCN (SCN)2 | * ZCyOHОН,■^(.^с,- ”су(н;)он сг—► ZCyOHОН,■^(.^с,- ”су(н;)он сг—► ZCyOH(192) nep- (101)(192) nep- (101)Быстро и селективно тиолы цианируются под действием хлората или фторбората 4-диметиламипо-1-Цианоппридииня [166] или иод действием 2-ннтро-5-тиоцианатобепзойноп кислоты [164] в нейтральной или кислой среде (pH — 3,6). ВзаимодействиеБыстро и селективно тиолы цианируются под действием хлората или фторбората 4-диметиламипо-1-Цианоппридииня [166] или иод действием 2-ннтро-5-тиоцианатобепзойноп кислоты [164] в нейтральной или кислой среде (pH — 3,6). ВзаимодействиеArSSAr ArSCN + ArS" > 2ArSCN
(190)
(191)
(190)
(191)
SH
I ZCyOH
SH
I ZCyOH
SSCN (SCN)2 | * ZCyOH
SSCN (SCN)2 | * ZCyOH
ОН,
■^(.^с,- ”су(н;)он сг
—► ZCyOH
ОН,
■^(.^с,- ”су(н;)он сг
—► ZCyOH
(192) nep- (101)
(192) nep- (101)
Быстро и селективно тиолы цианируются под действием хлората или фторбората 4-диметиламипо-1-Цианоппридииня [166] или иод действием 2-ннтро-5-тиоцианатобепзойноп кислоты [164] в нейтральной или кислой среде (pH — 3,6). Взаимодействие
Быстро и селективно тиолы цианируются под действием хлората или фторбората 4-диметиламипо-1-Цианоппридииня [166] или иод действием 2-ннтро-5-тиоцианатобепзойноп кислоты [164] в нейтральной или кислой среде (pH — 3,6). Взаимодействие
этих реагентов с остатками цистеина пт цианилирования, который“Риводит к
щем расщеплении связи Nщем расщеплении связи N—ацил—ацилRNHCOV-MCOR1\ ^=NHS(Ю2)RNHCOV-MCOR1\ ^=NHS(Ю2)N—CNN—CN(101)(101)^ацил-2-иминотиазолидин-4-карбоксами^ В Пр0и^2 щем расщеплении связи N—апип п ‘ Да Д02)1 пРи поена е цепи (см. разд. 11.16.5.3; уравнение Эв”."™™ разР“в "итиХ
щем расщеплении связи N
щем расщеплении связи N
—ацил
—ацил
RNHCO
V-MCOR1
\ ^=NH
S
(Ю2)
RNHCO
V-MCOR1
\ ^=NH
S
(Ю2)
N—CN
N—CN
(101)
(101)
Сульфонилтиоцианаты RSOoSCn ™или ареисульфниатов натрия с дит^”„а^^а™"-
ствии с олефинами образуются В типпняи^т ИХ Взаим°дей- пример PhCH(SCN)CH2SO2AV "Т^^^^ьфоны [167], на- RCOSCN обычно нестабильны иаР°илтиоцианаты
изотиоцианаты. Термически стабильные 2 иодбензоиатиоцианаты получают реакцией монотнобеизойвых шс ЛОТ с галогенцианами при —15°с.юиснзоиных кис-
"SCN-CN
(193)(193)RSSCN <RSHal >- RSCN
(193)
(193)
При взаимодействии сульфснилгалогеиидов с тиоцианат-ионом образуются сульфенилтиоцианаты, а с цианид-ионом или триме- тилсилилцианидом — тиоцианаты (уравнение 193).
Реакции тиоцианатов
(/) Реакции с разрывом связи S—R
Замещение тиоцианатогруппы нуклеофилами реакция, которая характерна для органических галогенидов,—не свойственно для органических тиоцианатов, хотя группу SCN и классифицируют как псевдогалогенную группу. Такое поведение можно яснить тем что реакции многих нуклеофилов направлены непо р цV д 0 i тиоцианатобензо.1
средственио на SCN-группу. 2’4"Дин рной Тиоцианат-иона вступает в истинные реакции SnAf с ■МеО- пронс-
азид-ионом пли меченым тиоцианат-ионом, 0MV ццаногрул- ходит альтернативная реакция по Углерод У десульфуризации пы [168]. Описано только несколькокисло-
тиоцианатов никелем Ренея. Элиминироионом сереб-
ты и образование тиоцианата серебра в реакции ра не являются общими реакциямиом СВЯзи R—s.
Из всех реакций, происходящих с р Р омерИЗация Т11ОЦ более широко изучена [169] термич оИСХОДит при пеРеГцЯ. анатов в изотиоцианаты, которая часто р ' ц11аНатов из-меН ке. Легкость изомеризации алкил- и аралкилтиощ
изомеризации с участием тесных ионных пар (уравне-изомеризации с участием тесных ионных пар (уравне-ханизмом ние 194).ханизмом ние 194).(+)-R+ SCN'(+)-R+ SCN'(+)-R—NCS(+)-R—NCSa изменению стабильности соответствующих промоется симбатн ищихся карбокатионов, которые могут образовать- ^У1041™ Субстратов. Скорость изомеризации возрастает с уве- ся из этих } £ растворителя, что является веским доводом ”4™eyM ионного механизма изомеризации. Влияние заместителей ° бензгидрольном ряду коррелирует со значениями о+ (р - -33
изомеризации с участием тесных ионных пар (уравне-
изомеризации с участием тесных ионных пар (уравне-
ханизмом ние 194).
ханизмом ние 194).
(+)-R+ SCN'
(+)-R+ SCN'
(+)-R—NCS
(+)-R—NCS
8 бен8Г"Д Данные полученные при изучении изменения опти- ХоП активности и радиоактивного обмена, согласуются с ме-
(194)
(±).p__SCN л=ъ (±)-R+ SCN' -—> (±)-R—NCS
Аллилтиоцианаты изомеризуются значительно легче других производных тиоцианатов, обладающих сравнимой электронодонорной способностью, например бензилтиоцианатов. Это объясняется наличием возможности для внутримолекулярной перегруппировки. С этим согласуются результаты, полученные при изучении перегруппировки у,у-диметилаллилтиоцианата (уравнение 195). В продуктах перегруппировки не обнаружены у,у-диме- тилаллилпзотиоцианат и другие продукты перераспределения, образующиеся после ионизации; на скорость этой изомеризации мало влияет растворитель и заместители. На основании этого считают, что реакция проходит по неионному циклическому механизму с малой степенью разделения заряда в переходном состоянии. В присутствии тиоцианат-ионов перегруппировка осуществляется также замещением с участием атома азота тиоцианат-иона, хотя его нуклеофильная реакционная способность ниже, чем у серы (уравнение 196).
60 =с
(195)(195)(196)(196)Me2C=CHCH2SCN <=* CH2=CHCMe2NCS
(195)
(195)
(196)
(196)
SCNСН2— SCN —V СН2—NCS + SCN
РНРН
Реакции с разрывом связи S—CN
Тиоцианаты окисляются азотной кислотой в сульфоновые кис- л°ты, а хлором в воде — в сульфоиилхлорпды. Эти реакции проходят с разрывом связи S-CN [155]. Однако под действием пЮТ аРИЛТи°Цпапаты окисляются в сульфонилцианиды житкпм ' азлнч,1Ь1с восстановители (цинк в кислоте, натрий в аммиаке, алюмогидрпд лития, борогидрид натрия)
с умеренными выходамис умеренными выходамивосстанавливают тиоцианаты в тиолы
с умеренными выходами
с умеренными выходами
[01[Н] RSCN > RSH[01[Н] RSCN > RSH(уравнение 197) [116].
[01[Н]
RSCN > RSH
[01[Н]
RSCN > RSH
(197)(197)RSO3H *
(197)
(197)
Взаимодействие тиоцианатов с гидроксид-иоиом, алкоксидном или аминами происходит по углеродному атому цианогрупп° с замещением тиолят-иона, который обычно реагирует дальше Ы образованием дисульфида (см. уравнение 86) [85]. При взаимоС действии некоторых арилтиоцианатов, имеющих электроноакцепторные группы, со спиртовым раствором гидроксида калия образуются алкиларилсульфиды, по-видимому, в результате алкилирования возникающего тиолят-иона (уравнение 198) [170]. Тиолы легко реагируют с углеродным атомом цианогруппы 2-нитро‘-5- тиоцианатобензойной кислоты, благодаря чему последняя может использоваться в качестве мягкого цианилирующего агента [164]. Необходимо отметить, что 2-нитро-4-трифторметилфенилтиоци- анат при обработке гидроксидом натрия образует только тиол и цианат-ион, в то время как из дисульфида и других производных сульфеновой кислоты получается сульфенат-ион [4].
N"
RO"||
ArSCN ► ArS—С—OR —> ArS" + ROCN" —> ArSR + OCN" (198)
Разрыв связи S—CN в тиоцианатах может происходить также в результате нуклеофильного замещения по атому серы, и именно таким образом должна происходить атака мягких нуклеофилов. Триалкилфосфиты реагируют с алкилтиоцианатами с образованием тиофосфатов по реакции Арбузова (уравнение 199), но из арилтиоцианатов получаются также алкиларилсульфиды, образованию которых благоприятствует наличие электроноакцепторных заместителей в ароматическом кольце (уравнение 200) ^171^‘RSCN + (R1O)3P —> RSP(O) (OR‘)2 + R*CN(199)
(201)(201)ArSCN + (R‘O)3P —> ArSR1 + (R‘O)2P(O)CN(200)
(201)
(201)
CH2SCNNaOH, H2O
I + PhCH2CN ->
CH2SCNТЭБАХ, 50 C
Карбанионы сульфенилируются тиоцианатами с хорошими в ходами, особенно при использовании межфазных катализатор например бензилтриэтиламмонийхлорида (уравнение 201) I
Реакции с участием связи C=N
Поведение тиоцианатов в реакциях присоединения к поляри ванной тройной связи —S—C = N напоминает поведение цианид^ Под действием холодной разбавленной серной кислоты
(уравне- другими(202)(уравне- другими(202)(203)(204)(203)(204)11.16.9. СОЛИ БУНТЕ11.16.9. СОЛИ БУНТЕ(105)(105)
(уравне- другими
(202)
(уравне- другими
(202)
(203)
(204)
(203)
(204)
11.16.9. СОЛИ БУНТЕ
11.16.9. СОЛИ БУНТЕ
(105)
(105)
ССколичественно превращаются в тиокарбаматы 902—204) Аналогичные реакции происходят и нуклеофильными частицами [106].
С
С
RSCN+Н+RS — C=NH
ОН
RS—С=МН + Н2О —> RS— C=NH + H+ОНО
RS—C=NH —-> RS—С—NH2
Тиоцианаты легко циклизуются за счет нуклеофильной реакции по углеродному атому цианогруппы; например, из 2-амино- фенилтиоцианата (ЮЗ; X = NH2) получен 2-аминобензотиазол (104) [160]. Реакции циклизации происходят также и за счет участия азота тиоцианатнои группы, выступающего в качестве нуклеофила; так, например, 2-тиацианатобензоилхлорид (103; X = СОС1) превращается в 2-хлор-1,3-бензотиазинон-4 (105) под действием хлористого водорода [173].
О
S-Алкил- или S-арилтиосульфаты щелочных металлов RS—SO3 К+ обычно называют солями Бунте. Общим способом их получения является кипячение эквимольных количеств первичного или вторичного алкилгалогенида и тиосульфата натрия в 50%-ном водном этаноле (уравнение 205) [174]. Эти соли можно получать также реакцией диарилдисульфидов с калийводород- сульфитом (уравнение 206), реакцией тиолов с хлорсульфоновой кислотой при низкой температуре с последующей нейтрализацией (уравнение 207), присоединением тиосульфата к активированным
кратным связям (уравнение 208) [175].
RX + Na2S2O3 —» RS2OJ Na++ NaX(205)
2ArSSAr + 6KHSO3 —> 4Аг525з K++K2S2O3+3H2O(206)
RSH + CISO3H —► RS2O3H —► RS2O7 K+(207)
ROSO2CH=CH2 + K2S2O3 —► ROSO2CH2CH2S2O7 K+ (208)
идролиз солей^ Бунте, катализируемый кислотами, представляет собой удобный метод синтеза тиолов (уравнение 209) [116]. в" °ДИН ’с3 ||емногих примеров реакций, происходящих с разры-
связи S S по механизму Л1; реакция катализируется только
электрофилами. По-впднмому, это происходит из-за низкой прэ циопной способности тетракоординированного атома сепы ? отношению к нуклеофилам и вследствие. стабильности продуктов образующихся на стадии, определяющей скорость реакции 1801’ Гидролиз солей Бунте, катализируемым основаниями, часто проходит сложно.
быстро +медленно
RS—SO7+H+RSH—SO^> RSH4-SO3 (209)
RS' + R'S-SOT —> RS-SR*+ SO=-(2
При окислении солей Бунте азотной кислотой образуются сульфоновые кислоты, а при обработке более мягкими окислителями— дисульфиды. При восстановлении этих солей обычно образуются тиолы, однако с препаративной точки зрения этот метод уступает методу синтеза тиолов путем кислотного гидролиза. Реакция солей Бунте с тиолами в щелочном растворе приводит к дисульфидам, которые образуются путем замещения сульфит- иона (уравнение 210) [175].
ЛИТЕРАТУРА
T. C. Bruice and R. T. Markiw, J. Amer. Chern. Soc., 1957, 79, 3150.T. C. Bruice and A. B. Sayigh, J. Amer. Chern. Soc., 1959, 81, 3416.T. C. Bruice and R. T. Markiw, J. Amer. Chern. Soc., 1957, 79, 3150.T. C. Bruice and A. B. Sayigh, J. Amer. Chern. Soc., 1959, 81, 3416.з.з.4.5.6.4.5.6.В. C. Pal, M. Uziel, D. G. Doherty, and 1Г. E. Cohn, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 3634.D. R. Hogg and J. Stewart, J. C S. Perkin II, 1974, 436.W. S. Allison, Accounts Chem. Res., 1976, 9, 293.T. S. Chou, J. R. Burgtorf, A, L. Ellis, S. R. Lammert, and S. Kukolja, J. Amer.В. C. Pal, M. Uziel, D. G. Doherty, and 1Г. E. Cohn, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 3634.D. R. Hogg and J. Stewart, J. C S. Perkin II, 1974, 436.W. S. Allison, Accounts Chem. Res., 1976, 9, 293.T. S. Chou, J. R. Burgtorf, A, L. Ellis, S. R. Lammert, and S. Kukolja, J. Amer.Chem. Soc., 1974, 96, 1609.6а. R. Е. Репп, Е Block, and L. К. Revelle, J. Amer. Chem. Soc., 19 78, 100, 3622. 7. J. R. Shelton and К. E. Davis, J. Amer. Chem. Soc., 1967, 89, 718.E. Block, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 642.R. D. G. Cooper and F. L Jose, J Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 2575.R. D. Allan, D. H. R. Barton, Al. Girijavallabhan, and P. G. Sammes, J. C. 8. Perkin I, 1974, 1456.n Q,QN. Kharasch, S. J. Potempa, and H. L. Wehrmeister, Chem. Rev., 1946,39,2 . /. R. Shelton and К. E. Davis, Internal. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 205.N. Jones and D. A. Lewton, J. C S. Chem. Comm., 1974, 457.D. R. Hogg and J. Stewart, J. C. S. Perkin II, 1974, 43.R. Hogg and A. Robertson, Tetrahedron Letters, 1974, 3783.G. A. Koppel and S. Kukolja, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 57.,R. B. Morin, B. G. Jackson, R A. Mueller, E. R. Lavagnino, W. B. Scamu -L- Andrews, J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 1896; ibid., 1969, 91, N. Kharasch and Z. S. Ariyan, Intra-Sci. Chem. Reports, 1967, *»- . „P. S. Magee, in ‘Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry’, ed. A.Dekker, New York, 1971, vol. 1, chapter 9, p. 261.iQ7q 35,EEietd, J'Vanhorne, and L. W. Cunningham, J. Org. Chem.. ’V Field and J- E- White. Internat. J. Sulfur Chem., 1976 8, c v^E ^- Gombler, and R. Budenz, Angew. Chem., 1967, 79, 68 ■^^Kuhle, ‘The Chemistry of the Sulfenic Acids’, Thieme, Stuttgart, P. 4; Synthesis, 1970, 561; 1971, 563, 617.,Q71 2191-1 ^е,ЕЕогс' E. Ciuffarin, and L. Sagramora, J Chem. Soc. (B). . . Douglass and D. A. Koop, J. Org. Chem., 1962, 27, 1398 • J. Havltk and N. Kharasch, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 7 ,Chem. Soc., 1974, 96, 1609.6а. R. Е. Репп, Е Block, and L. К. Revelle, J. Amer. Chem. Soc., 19 78, 100, 3622. 7. J. R. Shelton and К. E. Davis, J. Amer. Chem. Soc., 1967, 89, 718.E. Block, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 642.R. D. G. Cooper and F. L Jose, J Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 2575.R. D. Allan, D. H. R. Barton, Al. Girijavallabhan, and P. G. Sammes, J. C. 8. Perkin I, 1974, 1456.n Q,QN. Kharasch, S. J. Potempa, and H. L. Wehrmeister, Chem. Rev., 1946,39,2 . /. R. Shelton and К. E. Davis, Internal. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 205.N. Jones and D. A. Lewton, J. C S. Chem. Comm., 1974, 457.D. R. Hogg and J. Stewart, J. C. S. Perkin II, 1974, 43.R. Hogg and A. Robertson, Tetrahedron Letters, 1974, 3783.G. A. Koppel and S. Kukolja, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 57.,R. B. Morin, B. G. Jackson, R A. Mueller, E. R. Lavagnino, W. B. Scamu -L- Andrews, J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 1896; ibid., 1969, 91, N. Kharasch and Z. S. Ariyan, Intra-Sci. Chem. Reports, 1967, *»- . „P. S. Magee, in ‘Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry’, ed. A.Dekker, New York, 1971, vol. 1, chapter 9, p. 261.iQ7q 35,EEietd, J'Vanhorne, and L. W. Cunningham, J. Org. Chem.. ’V Field and J- E- White. Internat. J. Sulfur Chem., 1976 8, c v^E ^- Gombler, and R. Budenz, Angew. Chem., 1967, 79, 68 ■^^Kuhle, ‘The Chemistry of the Sulfenic Acids’, Thieme, Stuttgart, P. 4; Synthesis, 1970, 561; 1971, 563, 617.,Q71 2191-1 ^е,ЕЕогс' E. Ciuffarin, and L. Sagramora, J Chem. Soc. (B). . . Douglass and D. A. Koop, J. Org. Chem., 1962, 27, 1398 • J. Havltk and N. Kharasch, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 7 ,11.12.13.14.15.16.17.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.18.19.20.21.2221.2223.24.25.23.24.25.D,D,D.D.R.R.
T. C. Bruice and R. T. Markiw, J. Amer. Chern. Soc., 1957, 79, 3150.
T. C. Bruice and A. B. Sayigh, J. Amer. Chern. Soc., 1959, 81, 3416.
T. C. Bruice and R. T. Markiw, J. Amer. Chern. Soc., 1957, 79, 3150.
T. C. Bruice and A. B. Sayigh, J. Amer. Chern. Soc., 1959, 81, 3416.
з.
з.
4.
5.
6.
4.
5.
6.
В. C. Pal, M. Uziel, D. G. Doherty, and 1Г. E. Cohn, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 3634.
D. R. Hogg and J. Stewart, J. C S. Perkin II, 1974, 436.
W. S. Allison, Accounts Chem. Res., 1976, 9, 293.
T. S. Chou, J. R. Burgtorf, A, L. Ellis, S. R. Lammert, and S. Kukolja, J. Amer.
В. C. Pal, M. Uziel, D. G. Doherty, and 1Г. E. Cohn, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 3634.
D. R. Hogg and J. Stewart, J. C S. Perkin II, 1974, 436.
W. S. Allison, Accounts Chem. Res., 1976, 9, 293.
T. S. Chou, J. R. Burgtorf, A, L. Ellis, S. R. Lammert, and S. Kukolja, J. Amer.
Chem. Soc., 1974, 96, 1609.
6а. R. Е. Репп, Е Block, and L. К. Revelle, J. Amer. Chem. Soc., 19 78, 100, 3622. 7. J. R. Shelton and К. E. Davis, J. Amer. Chem. Soc., 1967, 89, 718.
E. Block, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 642.
R. D. G. Cooper and F. L Jose, J Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 2575.
R. D. Allan, D. H. R. Barton, Al. Girijavallabhan, and P. G. Sammes, J. C. 8. Perkin I, 1974, 1456.n Q,Q
N. Kharasch, S. J. Potempa, and H. L. Wehrmeister, Chem. Rev., 1946,39,2 . /. R. Shelton and К. E. Davis, Internal. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 205.
N. Jones and D. A. Lewton, J. C S. Chem. Comm., 1974, 457.
D. R. Hogg and J. Stewart, J. C. S. Perkin II, 1974, 43.
R. Hogg and A. Robertson, Tetrahedron Letters, 1974, 3783.
G. A. Koppel and S. Kukolja, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 57.,
R. B. Morin, B. G. Jackson, R A. Mueller, E. R. Lavagnino, W. B. Scamu -
L- Andrews, J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 1896; ibid., 1969, 91, N. Kharasch and Z. S. Ariyan, Intra-Sci. Chem. Reports, 1967, *»- . „
P. S. Magee, in ‘Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry’, ed. A.
Dekker, New York, 1971, vol. 1, chapter 9, p. 261.iQ7q 35,
EEietd, J'Vanhorne, and L. W. Cunningham, J. Org. Chem.. ’
V Field and J- E- White. Internat. J. Sulfur Chem., 1976 8, c v^E ^- Gombler, and R. Budenz, Angew. Chem., 1967, 79, 68 ■^^
Kuhle, ‘The Chemistry of the Sulfenic Acids’, Thieme, Stuttgart, P. 4; Synthesis, 1970, 561; 1971, 563, 617.,Q71 2191-
1 ^е,ЕЕогс' E. Ciuffarin, and L. Sagramora, J Chem. Soc. (B). . . Douglass and D. A. Koop, J. Org. Chem., 1962, 27, 1398 • J. Havltk and N. Kharasch, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 7 ,
Chem. Soc., 1974, 96, 1609.
6а. R. Е. Репп, Е Block, and L. К. Revelle, J. Amer. Chem. Soc., 19 78, 100, 3622. 7. J. R. Shelton and К. E. Davis, J. Amer. Chem. Soc., 1967, 89, 718.
E. Block, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 642.
R. D. G. Cooper and F. L Jose, J Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 2575.
R. D. Allan, D. H. R. Barton, Al. Girijavallabhan, and P. G. Sammes, J. C. 8. Perkin I, 1974, 1456.n Q,Q
N. Kharasch, S. J. Potempa, and H. L. Wehrmeister, Chem. Rev., 1946,39,2 . /. R. Shelton and К. E. Davis, Internal. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 205.
N. Jones and D. A. Lewton, J. C S. Chem. Comm., 1974, 457.
D. R. Hogg and J. Stewart, J. C. S. Perkin II, 1974, 43.
R. Hogg and A. Robertson, Tetrahedron Letters, 1974, 3783.
G. A. Koppel and S. Kukolja, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 57.,
R. B. Morin, B. G. Jackson, R A. Mueller, E. R. Lavagnino, W. B. Scamu -
L- Andrews, J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 1896; ibid., 1969, 91, N. Kharasch and Z. S. Ariyan, Intra-Sci. Chem. Reports, 1967, *»- . „
P. S. Magee, in ‘Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry’, ed. A.
Dekker, New York, 1971, vol. 1, chapter 9, p. 261.iQ7q 35,
EEietd, J'Vanhorne, and L. W. Cunningham, J. Org. Chem.. ’
V Field and J- E- White. Internat. J. Sulfur Chem., 1976 8, c v^E ^- Gombler, and R. Budenz, Angew. Chem., 1967, 79, 68 ■^^
Kuhle, ‘The Chemistry of the Sulfenic Acids’, Thieme, Stuttgart, P. 4; Synthesis, 1970, 561; 1971, 563, 617.,Q71 2191-
1 ^е,ЕЕогс' E. Ciuffarin, and L. Sagramora, J Chem. Soc. (B). . . Douglass and D. A. Koop, J. Org. Chem., 1962, 27, 1398 • J. Havltk and N. Kharasch, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 7 ,
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
18.
19.
20.
21.
22
21.
22
23.
24.
25.
23.
24.
25.
D,
D,
D.
D.
R.
R.
л mand V M Csizmadia, Internal. J. Sulfur. Chem., 1973, 8. 433.
/ Kice and J P Cleveland. J. Amer. Chem. Soc.. 1973, 95 104, 109
.' G К Helmkamp, D. C. Owsley, IV. Al. Barnes, and H. N. Casscy, J. Amer.
^N. Braitesani ^nd С. H. Heathcock, Tetrahedron Letters, 1974, 2279.
Cm cc 2.95.
qi c M Leir J. Org. Chem., 1972, 37, 887.
32 D. N. Harpp and P. Mathiaparanam, J. Org. Chem 197-, 37 1367
ее 22 n 44- IV. H. Mueller, Angew Chem. Intcrnat. Edn., 1969, 8, 482.
C Brown ’and D. R. Hogg, J. Chem. Soc.(B), 1969 10o4; 1968, 1262
/. IV. Gordon, G. H. Schmid, and I. G. Csizmadia, J. C. S. Perkin 11. 19/o,
33.34.35.33.34.35.36.37.38.39.40.41.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.42.43.44.45.46.47.48.50.51.52.50.51.52.53.53.1722
33.
34.
35.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
50.
51.
52.
50.
51.
52.
53.
53.
G. H. Schmid and V. J. Nowlan, J. Org. Chem., 1972, 37, 3086.
G. Mehta and P. N. Pandey, Tetrahedron Letters, 1975, 3567.
R. Hogg and J. H. Smith, Meeh. Reactions Sulfur Compounds, 1968, 3, 63.
G. H. Schmid and P. H. Fitzgerald, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 2547.
Af. Oki and K. Kobayashi, Bull. Chem. Soc. Japan, 1970, 43, 1223, 1229.
G. Modena and G. Scorrano, Meeh. Reactions Sulfur Compounds, 1968, 3, 115.
V. Calo, G. Scorrano, and G. Modena, J. Org. Chem., 1969, 34, 2020.
R. B. Langjord and N. Kharasch, J. Org. Chem., 1958, 23, 1694.
Cm. cc. 22, p. 98.
Cm. cc. 22, p. 29.
Dykman, Chem. Comm., 1971, 1400.
L. J. Clive and С. V. Denyer, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 773.
S. Levchenko and J. N Berzina, Zhur. org. Khim., 1970, 6, 2273 Жевченко E. С., Берзина И. H.— Ж. орг. хим., 1970, 6, 2273].
49.49.Н. Schroeder, R. Ratz, IV. Schnabel, H. Ulrich, E. Kober, and C. Grundmann, J. Org. Chem., 1962, 27, 2589.
49.
49.
G. Zumach and E. Kuhle, Angew. Chem. Intcrnat. Edn., 1970, 9, 54.
D. Baldwin and P. van den Brock, J. C. S. Perkin I, 1975, 375.
N. Kobayashi, A. Osawa and T. Fujisawa, J. Polymer Sci., Polymer Letters, 1973,11,679.
A. Brydon, G. G. Cameron, and R. B. Muir, Makromol. Chem., 1977, 178, 1739.
54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.Brown, D. R. Hogg, and D. C. McKean, Spectrochim. Acta, 1970, 26A, 39. T. L. Moore and D. E. O’Connor, J. Org. Chem., 1966, 31, 3587.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
H. R. Barton, G. Page, and D. A. Widdowson, Chem. Comm., 1970, 1466.
D. A. Evans and G. C. Andrews, Accounts Chem. Res., 1974, 7, 147.
T. j. Maricich and С. K. Harrington, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 5115.
L. Sagramora, P. Koch, A. Carbesi, and A. Fava, Chem. Comm., 1967, 985.
I. G. Traynham and A. IV. Foster, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 6216.
S. Braverman and D. Reisman, Tetrahedron, 1974, 30, 3891.
n Н°гй!г and K' ^ajkaroua, Coll. Czech. Chem. Comm., 1967, 32, 2134,
$' Barton' °- P- Manly, and D. A. Widdowson, J. C. S. Perkin I, 1975,
S. Braverman and B. Sredni, Tetrahedron, 1974, 30, 2379.
e G^ler’ D" R" РаУ,гег, H. J. Thomas, and K. Mislow, J. Amer. Chem ooc., 1968, 90, 4861.
Д R. Hogg and P. IV. Vipond, J. Chem. Soc. (C), 1970 60
м Dkis’ Internat- J Sulfur Chem., 1973, 8, 71.
л л л and S‘ K. Lauderback, J. Amer. Chem Soc 1971 93 2781 г л Л™1‘а8е «nd M. J. Clark, J. Chem. Soc. (C), 197’1 2840. ’
R PniDaU’SiSlcRcir’ s- Fvans, A. Schwartz, D. I, GoH and
R. Palmer, J. Org. Chem., 1973, 38, 2809.d
1976 vol'i'",'h^CS hl Sl,Ul,r Chemistry’, ed. A. Senning. Thieme. Stuttgart, Cm. cc. 22, p. 120.
D. N. Harpp and B. A. Orwig, Tetrahedron Leders, 1970, 2691.
*. > c Grivas J Org. Chern., 1975, 40, 2029.
F. A. Davis, C. J. Horner, E. R. Fretz, and J. F. Slackhouse, J. Org. Chern., 1973 38, 695.
C Brown, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 5832.
' D. H. R. Barton, 1. A. Blair, P. D. Magnus, and R. K. Norris, J. C. S. Per-
^Abnog^D. H. R. Barton, P. D. Magnus, and R. K. Norris, J. C. S. Per-
G*1 C ^appcdardo and G. Ronsisvalle, Tetrahedron, 1972, 28, 4147.
/ L Kite, in ‘Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry’, ed. A. Sennin» Dekker New York, 1971, vol. 1, chapter 6.
A. L. Fluharty, in ‘The Chemistry of the Thiol Group, Part 2’, ed. S. Patai, Interscience, London, 1974, chapter 13.
L. J. Reed, in ‘Comprehensive Biochemistry’, cd. M. Florkin and E. N. Stotz, Elsevier, Amsterdam, 1966, vol. 14, p. 99.
Y. Rishi, S. Nakatsuga, T. Fukuyama, and M. Havel, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 6493.
G. Capozzi and G. Modena, in 'The Chemistry of the Thiol Group, Part 2’, ed. S. Patai, Interscience, London, 1974, chapter 17.
A. Schoberl and A. Wagner, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben- Weyi)’, ed. E. Muller, Thieme, Stuttgart, 1955, vol. 9, chapter 3.
H. H. Sister, N. K. Kolia, and R. E. Highsmith, J. Org. Chem., 1970, 35, 1742.
0. Abe, M. F. Lukacovic, and C. Ressler, J. Org. Chem., 1974, 39, 253.
T. Mukaiyama and K. Takahashi, Tetrahedron Letters, 1968, 5907.
M. J. Gibian and D. V. Winkelman, Tetrahedron Letters, 1969, 3901.
L. Field and R. B. Barbee, J. Org. Chem., 1969, 34, 1792
N. S. Kosower, E. M. Kosower, B. Wertheim, and W. S. Correa, Biochem. Bio- phys. Res. Comm., 1969, 37, 593.
E. I. Stout, B. S. Shasha, and IF. M. Doane, J. Org. Chem., 1974. 39, 562.
D. N. Harpp and T. G. Back, J. Org. Chem., 1971, 36, 3828.
S. J. Brois, J. F. Pilot, and H. W. Barnum, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 7629.
T. H. Chan, J. P. Montillier, IF. F. Van Horn, and D. N. Harpp, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 7224.
H. Alper, Angew. Chem. Internat. Edn., 1969, 8, 677.
F. K. Lautenschlaeger and N. V. Schwartz, J. Org. Chem., 1969. 34, 3991.
Z.-L Yoshida, T. Okushi, and O. Manabe, Tetrahedron Letters, 1970, 1641.
J. M. Lalancette and M. Laliberte, Tetrahedron Letters, 1973, 1401.
A. J. Parker and N. Kharaschi, J. Amer. Chem. Soc., 1960, 82, 3071.
IF. A. Pryor, ‘Mechanisms of Sulfur Reactions’, McGraw-Hill, New York, 196-, p. 60.
A. J. Parker and N. Kharasch, Chem. Rev., 1959, 59, 583.
D. N. Harpp and J. G. Gleason, J. Amer. Chem Soc., 1971, 93, 2437.
L. E. Overman and E. M. O’Connor, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 77L
В. M. Trost, in ‘Organic Sulphur Chemistry: Structure, Mechanism and Syn - hesis’, ed. C. J. M. Stirling, Butterworths, London, 1975, p. 252; В. M. Tros and T. N. Salzmann, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 6840.
7. P. Danely, Internat. J. Sulfur Chem. (B), 1971, 6, 103.
J. P. Danely and V. J. Elia, J. Org. Chem.. 1971, 36, 1394.
U. Miotti, U. Tonellato, and A. Ceccon, J. Chem. Soc. (B), 1970 325.
J. L. Klee, Accounts Chem. Res., 1968, 1, 58.0 07
HO- M.^D. Bentley, I. B. Douglass, and J. A. Lacadie, J. Org. Chem., 197-,
7. L. Klee and G. E. Ekman, J. Org. Chem., 1975, 40, 711.
E. Ciuffarin and A. Fava Progr Phys. Org. Chem.. 1968, 6, 81.
c G. Moore and M. Porter, J. Chem. Soc., 1958, 2890.
В Nelander and S. Sunner, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 3576
. У. H. Khim and L. Field, J. Org Chem., 1972, 37, 2714.
j L Wardell, in 'The Chemistry of the Thiol Group, Part Г, ed. S. Patai, , 7 ffi'ti^^^'957, 29, 154
8 G Borgogno, S. Colonna, and R. Fornasier,Synthesis, '975 529.
q W Konigsberg, in ‘Methods in Enzymology, edС. H. W. Hirs and S. N. Ti-
11 mashefL Academic, New York, 1972, vol 25, p. 185
120.120.С H. IF. Hirs, in ‘Methods in Enzymology, ed. С. H. W. Hirs, Academic, New York, 1967, vol. 11, p. 197., , ,мv
120.
120.
121.121.E E Gilbert, ‘Sulfonation and Related Reactions, Interscience, New York,
121.
121.
122.123.122.123.124.125.124.125.126.126.127.128.127.128.129.130.131.132.133.134.129.130.131.132.133.134.135.136.137.138.139.140.141.142.143.144.135.136.137.138.139.140.141.142.143.144.145.146.145.146.147.148.149.147.148.149.150.151.152.150.151.152.153.154153.154155.155.156.156.157.158.157.158.R96E DaS and C. Perrin, J. Amer. Chem. Soc., 1960, 82, 1590.
122.
123.
122.
123.
124.
125.
124.
125.
126.
126.
127.
128.
127.
128.
129.
130.
131.
132.
133.
134.
129.
130.
131.
132.
133.
134.
135.
136.
137.
138.
139.
140.
141.
142.
143.
144.
135.
136.
137.
138.
139.
140.
141.
142.
143.
144.
145.
146.
145.
146.
147.
148.
149.
147.
148.
149.
150.
151.
152.
150.
151.
152.
153.
154
153.
154
155.
155.
156.
156.
157.
158.
157.
158.
К U. Ingold and В. P. Roberts, ‘Free Radical Substitution Reactions’, Wiley, New York, 1971, p. 209.
A В Callear and D. R. Dickson, Trans. Faraday Soc., 1970, 66, 1987.
G IF Byers H. Gruen, H. G. Giles, H. N. Schott, and J. A. Kampmeier, J. Amer"Chem. Soc., 1972, 94, 1016.
5 AL Rosenfeld, R. G. Lawler, and H. R. Ward, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94 9255.
a' В Sullivan and K. Boustany, Internat. J. Sulfur Chem. (A), 1971, 1, 207. A Schoberl and A. Wagner, in" ‘Methoden der Organischcn Chemie (Houben- Weyl)’ ed. E. Muller, Thieme, Stuttgart, 1955, vol. 9, chapter 4, p. 88.
S. Safe and A. Taylor, J. Chem. Soc. (C), 1970, 432.
J. D. Sandy, R. C. Davies, and A. Neuberger, Biochem. J., 1975, 150, 245.
N. Isenberg and AL Grdinic, Internat. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 307.
Block and J. O’Connor, J Amer Chem. Soc., 1974, 96, 3921, 3929.
M. Mikolajczyk and J. Drabowicz, J. C. S. Chem. Comm., 1976, 220.
R. M. Dodson, V. Srinivasan, K. S. Sharma, and R. F. Sauers, J. Org. Chem., 1972, 37, 2367.
K. Kondo, A. Negishi, and I. Ojima, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 5786.
M. Kishi, S. Ishihara, and T. Komeno, Tetrahedron, 1974, 30, 2135.
I. L. Kice and T. E. Rogers, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 8009, 8015.
E. Vinkler and F. Klivenyi, Internat. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 111.
J. L. Kice and G. B. Large, J. Amer Chem. Soc., 1968, 90, 4069.
J. L. Kice and G. B. Large, J. Org. Chem., 1968, 33, 1940.
Е.Е.Block, J. Amer. Chern. Soc., 1972, 94, 644.
Е.
Е.
P. Koch, E. Ciuffarin, and A. Fava, J. Amer. Chern. Soc., 1970, 92, 5971.
J.J.L. Kice and j. P. Cleveland, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 109.
J.
J.
S. S. Block and J. P. Weidner, Meeh. Reactions Sulfur Compounds, 196^ 2, 235.
/. B. Douglass and B. S. Farah., J. Org. Chem., 1959, 24, 973.
M. D, Bentley, I. B. Douglass, and J. A. Lacadie, J. Org. Chem., 1972, 37, 333.
Kurzer and J, R. Powell, J. Chem Soc., 19 52, 3 728.
P. Weidner and S. S. Block, J. Medicin. Chem., 1972, 15, 564.
R. B. Woodward, I. J. Pachter, and M. L. Scheinbaum, J. Org. Chem., 1971, 36, 1137.
R. J. Bryant and E. McDonald, Tetrahedron Letters, 1975, 3841.
N. Harpp, J. G. Gleason, and D. K. Ash, J. Org. Chem,. 1971, 36, 322.
A. Yoshida, S. Oida, and E. Okki, Chem. and Pharm. Bull. (Japan), 1975, 23, 2507.
E H. Verhejien and IL Kloosterziel, Synthesis, 1975, 451.
A. Schoberl and A. Wagner, in ‘Methoden dor Organischcn Chemie (Houben- weyl)’, ed. E. Muller, Thieme, Stuttgart, 1955, vol. 9, p. 687.
E. Reid, ‘Organic Chemistry of Bivalent Sulfur’, Chemical Pub. Co., New York, 1966, vol. 6, chapter 1.
R- G. R. Bacon, in ‘Organic Sulfur Compounds’, ed. N. Kharasch, Pergamon Press, London, 1961, vol. 1, chapter 27.
E. E van Tamelen, Org. Synth., 1952, 32, 39.
u. M. Wadsworth and T. I. Crowell, Tetrahedron Letters, 1970, 1085.
। eg R G Guy, R- Bonnett, and D. Lanigan, Chern, and Ind. (London!' 1702; R. G. Guy and I. I. Thompson, ibid., 1970, 1499.J L Wood, Org. Reactions, 1946, 3, 240.161. E. C. Taylor, F. Kienzle, and A. McKillop, Synthesis, 1972, 38.162 A Onoe, S. Uemura, and K. Okano, Bull. Chern. Soc. Japan, 1974, 47163 В. C. Pal and D, G. Schmidt, J. Amer. Chern. Soc., 1974, 96, 5943.164 Y. Degani and A. Patchornik, J. Org. Chern., 1971, 36, 2727.165. R. G. Hiskey, T. Mizoguchi, and E. L. Smithwick, Jr., J. Org. Chern.,। eg R G Guy, R- Bonnett, and D. Lanigan, Chern, and Ind. (London!' 1702; R. G. Guy and I. I. Thompson, ibid., 1970, 1499.J L Wood, Org. Reactions, 1946, 3, 240.161. E. C. Taylor, F. Kienzle, and A. McKillop, Synthesis, 1972, 38.162 A Onoe, S. Uemura, and K. Okano, Bull. Chern. Soc. Japan, 1974, 47163 В. C. Pal and D, G. Schmidt, J. Amer. Chern. Soc., 1974, 96, 5943.164 Y. Degani and A. Patchornik, J. Org. Chern., 1971, 36, 2727.165. R. G. Hiskey, T. Mizoguchi, and E. L. Smithwick, Jr., J. Org. Chern.,1969,1969,2818.2818.1907,1907,166.166.167.168.169.167.168.169.32 97.M Wakselman, E. Guibe-Jainpel, A. Raoult, and W. D. Busse, J. C. S Chem Comm., 1976, 21.G. C. Wolf, J. Org. Chern., 1974, 39, 3454.J. Miller and F. H. Kendall, J. C. S. Parkin II, 1974, 1645.32 97.M Wakselman, E. Guibe-Jainpel, A. Raoult, and W. D. Busse, J. C. S Chem Comm., 1976, 21.G. C. Wolf, J. Org. Chern., 1974, 39, 3454.J. Miller and F. H. Kendall, J. C. S. Parkin II, 1974, 1645.170.171.172.173.174.175.170.171.172.173.174.175.A Faua, in ‘The Chemistry of Organic Sulfur Compounds’, ed. N. Kharasch and C. Y. Meyers, Pergamon, Oxford, 1966, vol. 2, chapter 3; L. A. Spurlock and T E Parks, Meeh. Reactions Sulfur Compounds, 1968, 3, 161.R. K. Olsen and H. R. Snyder, J. Org. Chern., 1965, 30, 187.K. PiIgram and D. D. Phillips, J. Org. Chern., 1965, 30, 2388.M Makosza and M. Fedorynski, Synthesis, 1974, 274.G. Simchen and J. Wenzelburger, Chern. Ber., 1970, 103, 413.C. Ziegler and J. Af. Sprague, J. Org. Chern., 1951, 16, 621.H. Distler, Angew. Chern. Internal. Edn., 1967, 6, 544.A Faua, in ‘The Chemistry of Organic Sulfur Compounds’, ed. N. Kharasch and C. Y. Meyers, Pergamon, Oxford, 1966, vol. 2, chapter 3; L. A. Spurlock and T E Parks, Meeh. Reactions Sulfur Compounds, 1968, 3, 161.R. K. Olsen and H. R. Snyder, J. Org. Chern., 1965, 30, 187.K. PiIgram and D. D. Phillips, J. Org. Chern., 1965, 30, 2388.M Makosza and M. Fedorynski, Synthesis, 1974, 274.G. Simchen and J. Wenzelburger, Chern. Ber., 1970, 103, 413.C. Ziegler and J. Af. Sprague, J. Org. Chern., 1951, 16, 621.H. Distler, Angew. Chern. Internal. Edn., 1967, 6, 544.
। eg R G Guy, R- Bonnett, and D. Lanigan, Chern, and Ind. (London!
' 1702; R. G. Guy and I. I. Thompson, ibid., 1970, 1499.
J L Wood, Org. Reactions, 1946, 3, 240.
161. E. C. Taylor, F. Kienzle, and A. McKillop, Synthesis, 1972, 38.
162 A Onoe, S. Uemura, and K. Okano, Bull. Chern. Soc. Japan, 1974, 47
163 В. C. Pal and D, G. Schmidt, J. Amer. Chern. Soc., 1974, 96, 5943.
164 Y. Degani and A. Patchornik, J. Org. Chern., 1971, 36, 2727.
165. R. G. Hiskey, T. Mizoguchi, and E. L. Smithwick, Jr., J. Org. Chern.,
। eg R G Guy, R- Bonnett, and D. Lanigan, Chern, and Ind. (London!
' 1702; R. G. Guy and I. I. Thompson, ibid., 1970, 1499.
J L Wood, Org. Reactions, 1946, 3, 240.
161. E. C. Taylor, F. Kienzle, and A. McKillop, Synthesis, 1972, 38.
162 A Onoe, S. Uemura, and K. Okano, Bull. Chern. Soc. Japan, 1974, 47
163 В. C. Pal and D, G. Schmidt, J. Amer. Chern. Soc., 1974, 96, 5943.
164 Y. Degani and A. Patchornik, J. Org. Chern., 1971, 36, 2727.
165. R. G. Hiskey, T. Mizoguchi, and E. L. Smithwick, Jr., J. Org. Chern.,
1969,
1969,
2818.
2818.
1907,
1907,
166.
166.
167.
168.
169.
167.
168.
169.
32 97.
M Wakselman, E. Guibe-Jainpel, A. Raoult, and W. D. Busse, J. C. S Chem Comm., 1976, 21.
G. C. Wolf, J. Org. Chern., 1974, 39, 3454.
J. Miller and F. H. Kendall, J. C. S. Parkin II, 1974, 1645.
32 97.
M Wakselman, E. Guibe-Jainpel, A. Raoult, and W. D. Busse, J. C. S Chem Comm., 1976, 21.
G. C. Wolf, J. Org. Chern., 1974, 39, 3454.
J. Miller and F. H. Kendall, J. C. S. Parkin II, 1974, 1645.
170.
171.
172.
173.
174.
175.
170.
171.
172.
173.
174.
175.
A Faua, in ‘The Chemistry of Organic Sulfur Compounds’, ed. N. Kharasch and C. Y. Meyers, Pergamon, Oxford, 1966, vol. 2, chapter 3; L. A. Spurlock and T E Parks, Meeh. Reactions Sulfur Compounds, 1968, 3, 161.
R. K. Olsen and H. R. Snyder, J. Org. Chern., 1965, 30, 187.
K. PiIgram and D. D. Phillips, J. Org. Chern., 1965, 30, 2388.
M Makosza and M. Fedorynski, Synthesis, 1974, 274.
G. Simchen and J. Wenzelburger, Chern. Ber., 1970, 103, 413.
C. Ziegler and J. Af. Sprague, J. Org. Chern., 1951, 16, 621.
H. Distler, Angew. Chern. Internal. Edn., 1967, 6, 544.
A Faua, in ‘The Chemistry of Organic Sulfur Compounds’, ed. N. Kharasch and C. Y. Meyers, Pergamon, Oxford, 1966, vol. 2, chapter 3; L. A. Spurlock and T E Parks, Meeh. Reactions Sulfur Compounds, 1968, 3, 161.
R. K. Olsen and H. R. Snyder, J. Org. Chern., 1965, 30, 187.
K. PiIgram and D. D. Phillips, J. Org. Chern., 1965, 30, 2388.
M Makosza and M. Fedorynski, Synthesis, 1974, 274.
G. Simchen and J. Wenzelburger, Chern. Ber., 1970, 103, 413.
C. Ziegler and J. Af. Sprague, J. Org. Chern., 1951, 16, 621.
H. Distler, Angew. Chern. Internal. Edn., 1967, 6, 544.
ПРОИЗВОДНЫЕ СУЛЬФОКСИЛОВЫХ кислот
Д. Р. ХОГГ {University of Aberdeen')
ЭФИРЫ СУЛЬФОКСИЛОВЫХ кислот
Свойства эфиров сульфоксиловых кислот
Эфиры сульфоксиловой кислоты RO—S—OR, производные низших алифатических спиртов, представляют собой бесцветные неполярные жидкости. Обычно их можно перегонять в вакууме и анализировать методом Г/КХ. Диметиловый и диэтиловый эфиры обладают резким запахом и являются сильными лакриматорами [1]. Они не гидролизуются холодной водой. Соответствующие ароматические эфиры не известны.
Методы получения эфировсульфоксиловых кислот
Наиболее легкий способ получения эфиров сульфоксиловой кислоты исходя из первичных и вторичных спиртов основан на реакции разбавленного раствора спирта с дихлоридом серы в присутствии триэтиламина при —80 °C (уравнение 1) [1, м- В аналогичных условиях из 1,3-диолов образуются циклические сульфоксилаты, но с низким выходом, а из 1,2-диолов — полимер
ные продукты.
(»3O-PrO)2S + Et3NH Cl 0)(»3O-PrO)2S + Et3NH Cl 0)~ „CH0CI9, —80 °C
(»3O-PrO)2S + Et3NH Cl 0)
(»3O-PrO)2S + Et3NH Cl 0)
пло-РгОН + SC12 4- EbN —: (67 а)
выходами.выходами.(1)(1)Сульфоксилаты получаются с хорошими выходами в реакциях 1 р-тиобис (имидазола) (1), N,N,-тиoбиc(фтaлимидa) (2) или пи- перидин^-сульфенилхлорида (3) со спиртами при —20—О °C [3J Эфиры третичных спиртов получаются из (1) с хорошими
выходами.
выходами.
(1)
(1)
Реакции эфиров сульфоксиловых кислот
Аллил- и пропаргилсульфоксилаты не удается выделить, поскольку в процессе их получения происходит [2,3]-сигматропная перегруппировка, приводящая к эфирам сульфиновых кислот, которые при нагревании перегруппировываются в сульфоны (уравнение 2) [2, 3]. Сульфинат (4) получается из витамина А, аллильная перегруппировка при этом не происходит. При нагревании этот эфир превращается в р-ретинилсульфон (5) с выходом 74% (уравнение 3). Отсутствие аллильного сдвига в этих превращениях объясняется, по-видимому, тем, что при его осуществлении нарушалось бы сопряжение и (или) увеличивались пространственные взаимодействия. Эта последовательность реакций изучалась с целью выяснения возможности ее использования для синтеза каротинов [3]. Аналогично из бензилового спирта образуется эфир сульфиновой кислоты [2]; эта перегруппировка напоминает перегруппировку эфиров сульфеновых кислот (см. разд. 11.16.3.3). Ди-н-бутилсульфоксилат перегруппировывается при 130 °C в эфир сульфиновой кислоты, который разлагается на бутен-1 и н-бутилсульфоксиловую кислоту («-бутилводо- родсульфоксилат) BuOSOH. Присоединение этой кислоты к этпл- акрилату происходит нерегиоселективно [4]. Аналогично получена тиосульфоксиловая кислота (см. разд. 11.16.6.1).
R1=HC-^
Эфиры сульфоксиловой кислоты легко окисляются в сульфиты (6) различными окислителями: кислородом, озоном, хлором в воде, диоксидом азота. В реакции 3,3-диметил-1,2-диоксетана (7) с диметилсульфоксилатом при —78 °C образуется сульфуран (8) который при нагревании разлагается, образуя диметилсуль- фит (6; R = Me) и полимер [5].
Me '
О,Me/ \“
XS=O|MeU ^S(OMe)2
RO^0-0
(7)(8)
АМИНО-М-СУЛЬФЕНИЛ ГАЛОГЕНИДЫ
Свойства амино-N-сульфенилгалогенидов
Низшие диалкиламино-И-сульфенилхлориды R2N—SCI и -бромиды представляют собой масла красного цвета. В большинстве случаев их можно перегонять в вакууме. Они очень легко гидролизуются, при стоянии разлагаются, но стабильность их существенно увеличивается при введении в молекулу объемистых заместителей. Барьер вращения вокруг связи N—S у бензилме- тиламино-И-сульфенилхлорида значительно выше барьера вращения у соответствующего моно- или дитиобисамина. Это объясняется сочетанием рл— ^-связывания и а — л-сопряжения. Барьер вращения весьма существенно зависит от растворителя, на основании чего предполагают, что рацемизация в этом случае происходит по другому механизму, возможно за счет гетеролиза в ионную пару [6].
Методы полученияамино-М-сульфенил галогенидов
Амино-Ы-сульфенилгалогениды получают взаимодействием вторичных аминов с избытком дихлорида серы (уравнение 4) [1]. Но более общий метод их получения основан на реакции Н,М'-дитиобисаминов с хлором, сульфурилхлоридом или бромом в инертном растворителе (уравнение 5) [7].
Me2NH+SCl2 —> Me2N— SCI(4)
Et2N— S—S— NEt2 + SO2C122Et2N—SCI + S02<6)
(65%)
Реакции амино-М-сульфенилгалогенидов
Для амнно-М-сульфенилгалогенидов характерны типичные ре- якпии сульфенилгалогенидов (см. разд. 11.16.2.3). При действии нуклеофилов — алкоксид-ионов [6], аминов [6], О-алкилкароама- тов [71, цианид-нона [1], тиоцианат-иона [1 ]—происходит замещение у атома серы с отщеплением галогенид-иона. При взаимодействии с алкенами и алкинами протекают реакции электрофильного присоединения [8], а с 1,2-эпоксидами происходит раскрытие цикла. Обмен галогена между дпэтилaминo-N-cyльфeнилxлopидoм и -бромидом в толуоле при 50 °C происходит очень быстро относительно шкалы времени спектров ЯМР, в дихлорметане он идет при более низкой температуре [9]. Пиперидин-П-сульфенилхлорид (3) используют для сульфенилирования спиртов (см. разд. 11.17.1.2) и аминов (см. разд. 11.17.3.2).
N, N'-ТИОБИСАМИНЫ
Свойства М,М'-тиобисаминов
Простые N.N'-тиобисамины R2N—S—NR2 представляют собой бесцветные жидкости или кристаллы с низкой температурой плавления. Низшие представители этого класса соединений обладают характерным, но не всегда неприятным запахом. Они темнеют на воздухе и обычно их нельзя перегонять при атмосферном давлении. Они обладают достаточной основностью, поэтому растворяются в холодной водной кислоте и образуют соли: пикраты и хлороплатинаты [1].
Методы получения 1Ч,М'-тиобисаминов
Обычно М,М'-тиобисамины получают взаимодействием вторичного амина (не менее 4 моль) с дихлоридом серы (1 моль) в инертном растворителе (уравнение 6) [1]. Под действием пипе- ридин-М-сульфенилхлорида (3) /гдра-замещенные анилины превращаются в соответствующие П^'-тиобисанилины (уравнение 7)
4R2NH+SC12 —> R2N—S—NR2 + 2R2NH2 СП(6)
(CH2)5NSC1 + п-ХСбН4МН2 —► (»-XC6H4NH)2S + (СН2)5М СГ (7) (3)
Реакции М,М'-тиобисаминов
По химическому поведению N.N'-тиобисамины напоминают сульфенамиды (см. разд. 11.16.4.3). Под действием хлористого водорода разрывается связь S—N и образуется связь S—С1. При разрыве одной связи S—N получаются амино-М-сульфенилхлорид
и гидрохлорид амина, а при разрыве обеих связей — гидрохлорид ' амина и дихлорид серы (уравнение 8) [1]. По-видимому, аналогично происходят экзотермические реакции N.N'-тиобисаминов с дихлоридом серы, в результате которых с прекрасным выходом получаются амино-Ы-сульфепилхлориды, и с бензолсульфенилхло- ридом (уравнения 9, 10) [10].
НС1+_ НС1 +
r2N—S—NR2 ■ R2NSCI + R2NH2 Cl •*- 2R2NH2 Cl -|- SC12 (8)
R2N—S—NR2 + SC12 —> 2R2N— SCI(9)
R2N— S—NR2 + PhSCl —> R2N— SCI + R2N— SPh
При действии сероуглерода происходит внедрение по связи N—S и образуются тиурамсульфиды. Получающиеся соединения могут диспропорционировать с изменением числа атомов серы в цепи. Так, например, из П,М'-тиобнсморфолина образуется трисульфид (уравнение 11; /г = 3), из М.М'-тиобиспиперидина— смесь ди- и гексасульфидов (уравнение 11; п = 2 или 6). Кроме сероуглерода в аналогичные реакции могут вступать и другие гетерокумулены; алкилизоцианаты и изотиоцианаты дают соответственно П-(диалкиламинотио)мочевины (уравнение 12) и тиомочевины [1L
S S
II
R2N—S—NR2 + 2CS2 —> R2N—С—Sn—С—NR2(Н)
Et ОI II
R2N— S—NR2 + EtNCO —> R2N— S—N—C—NR2(12)
[
EtO2C 1
,_MeCOCH—J2S + 2Me2NH (13)
Некоторые М,М'-тиобисамины, особенно (1) и (2), используют в качестве мягких реагентов для введения атома серы. Например, при их взаимодействии со спиртами получаются эфиры сульфок- силовых кислот (см. разд. 11.17.1.2), с тиолами — трисульфиды (см. разд. 11.16.5.4), с енаминами или другими соединениями, содержащими активную метиленовую группу,— сульфиды (уравнение 13) [1].
ДИАЛКОКСИДИСУЛЬФИДЫ
Свойства диалкоксидисульфидов
Первые члены гомологического ряда диалкоксидисульфидов
S—S—OR представляют собой жидкости, которые можно перегонять в вакууме и анализировать методом ГЖХ, но более высокомолекулярные диалкоксндисульфиды разлагаются при перегонке. Обычно диалкоксидисульфиды разлагаются при хроматографии на оксиде алюминия.
Методы получения диалкоксидисульфидов
Обычным методом получения первичных и вторичных диалк- оксндпсульфидов является взаимодействие моиохлорида серы с алкоксидами натрия или со спиртами в присутствии третичных аминов (уравнение 14) [И]. Бензилокси- и аллплоксидисульфи- ды устойчивы в отличие от соответствующих сульфоксилатов (см. пазд. 11.17.1.3). Эфиры третичных спиртов не известны. При взаимодействии монохлорида серы с 1,2-диолами образуются полимеры или тионсульфиты.
2ROH + S2C12 + 2Et3N —> RO—S—S—OR + 2Et3NH СГ(14)
Реакции диалкоксидисульфидов
При термическом разложении насыщенных диалкоксидисульфидов, происходящем при температурах выше 120°C, образуются спирт, сера и карбонильное соединение (уравнение 15). Аллиловые эфиры разлагаются при более низкой температуре [11].
ЯСНО + 2S + я^НЯСНО + 2S + я^Н(15)(15)
ЯСНО + 2S + я^Н
ЯСНО + 2S + я^Н
(15)
(15)
В реакциях нуклеофильного замещения диалкоксидисульфиды ведут себя аналогично эфирам сульфеновых кислот и дисульфидам (см. разд. 11.16.3.3 и 11.16.5.3), при этом происходит разрыв связей S—S и S—О. Так, например, при взаимодействии диметоксидисульфида с енолятами 1,3-дикетонов образуются сульфиды (уравнение 16), с избытком н-бутиллития получен ди-н-бутилсуль- фид [11].
Диацилоксидисульфиды RCOO—S—S—OCOR, представляющие собой смешанные ангидриды карбоновых кислот и нензвест- НО$8ОН, получают реакцией серебряной соли кар- лигпп^И КИСЛОты с мопохлорндом серы. При стоянии они кисппт.ИОрЦИОИИруЮт С обРа'п>вапием ангидрида карбоновой кислоты, диоксида серы и серы [1].
Свойства N.N'-дитиобисаминов
Низшие члены ряда N.N'-дитиобисаминов R2N—S—S—NR представляют собой жидкости; они легко Диспропорционируют Тетраизобутильное производное и высшие М,Ы'-дитиобисамины являются кристаллическими веществами. Ароматические производные П,П'-дитиобисаминов не известны.
Методы получения N.N'-дитиобисаминов
N.N-Дитиобисамины получают прибавлением монохлорида серы к вторичным аминам в присутствии основания (уравнение 17). При обратном порядке смешения реагентов образуются разнообразные побочные продукты [1].
основание
R2NH+S2C12 > R2N— S—S—NR2(17)
Реакции ^Н^дитиобисаминов
По химическому поведению Ы.Ы'-дитиобисамины напоминают Ы^'-тиобисамины, а следовательно, и сульфенамиды (см. разд. 11.16.4.3 и 11.17.3.3). При обработке их соляной кислотой образуются гидрохлорид амина и продукты гидролиза монохлорида серы. Реакции нуклеофильного замещения происходят по атому серы с разрывом связи S—N, поэтому при взаимодействии с тиофенолом образуются дифенилтетрасульфид и амин. Полагают, что именно по этому типу реакции осуществляется каталитическое действие ускорителей вулканизации резины, содержащих S—N-связи. Взаимодействие П,Ы'-дитиобисаминов с сероуглеродом и другими гетерокумуленами протекает аналогично реакциям этих веществ с N.N'-тиобисаминами.
N— SH (18)N— SH (18)(П)(П)
N— SH (18)
N— SH (18)
(П)
(П)
При восстановлении Ы,Ы'-дитиобиспиперидина (9; X = СН2) 11 М.М'-дитиобисморфолина (9; X = О) литием в жидком аммиаке при —50 °C образуются анионы (10), устойчивые при комнатной температуре в атмосфере сухого азота. Протонирование эти. анионов при —70 °C приводит к тиогидроксиламинам (11), к0, торые разлагаются при —40 °C (уравнение 18) [12]. При мети лировании этих анионов образуются метилсульфиды. N,N -Дити бисморфолин (9; X = О) используют в качестве ускорителя ву канизации резины.
ЛИТЕРАТУРА
Q. Е. Thompson, Quart. Reports Sulfur Chern., 1970, 5, 245.
O. E. Thompson, J. Org. Chem., 1965, 30, 2703.
G Buchi and R. M. Freidinger, J Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 3332.
F. Mathey and J.-P. Lampin, Tetrahedron Letters, 1972, 3121.
В S. Campbell, D. B, Denney, D. Z, Denney, and L. Shih, J. Amer. Chem. Soc., ' 1975, 97, 3850. ’
ALRaban, D. A. Noyd, and L. Bermann, J. Org.Chem., 1975, 40, 752.
E.Kiihle, ‘The Chemistry of the Sulfenic Acids’,Thieme, Stuttgart, 1973,p.10.
W.H. Mueller and P. E. Butler, J Org. Chem., 1968, 33, 2111.
IR.R. Jackson, T. G. Kee, R. Spratt, and W. B.Jennings, TetrahedronLetters,
1973, 3581.
. D. A. Armitage and С. C. Tso, Chem. Comm,. 1971, 1413.
И' Q £ Thompson, AL Al. Crutchfield, Al. W. Dietrich, and E. Pierron, J. Org. ' Chem., 1965, 30, 2692.
D. H. R. Barton, S. V. Ley, and P. D. Magnus, J. C. S. Chem. Comm., 1975, ’ 855.
11.18. СУЛЬФИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
К. К. АНДЕРСЕН (University of New Hampshire')
СУЛЬФИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Свойства сульфиновых кислот
Полагают, что сульфиновые кислоты имеют структуру (1), а не (2), в которой водород связан с серой. Если и существует какое-либо равновесие между этими двумя формами, то оно целиком сдвинуто в сторону изомера (1), содержащего гидроксильную группу [1]. По кислотности эти кислоты занимают промежуточное положение между соответствующими сульфоновыми и карбоновыми кислотами [2].
ОО
IIII
R—S—ОНR—S—Н
II
О
(1)(2)
Сульфиновые кислоты, особенно алкансульфиновые кислоты, несколько неустойчивы, при стоянии они диспропорционируют на тиосульфонаты и сульфоновые кислоты, и поэтому обычно работают с их стабильными натриевыми солями. Для получения свободных кислот водные растворы этих солей осторожно подкисляют соляной кислотой [3]. В природе сульфиновые кислоты встречаются очень редко, что, очевидно, обусловлено их нестабильностью, но они могут образовываться в качестве интермедиатов при окислении тиолов. Так, например, гипотаурин, или 2-аминоэтан- сульфиновая кислота, выделен из моллюсков [1], а цистеинсуль- финовая кислота является интермедиатом окисления цистеина [4].
Методы получения сульфиновых кислот
Валентное состояние серы в сульфиновых кислотах занимает промежуточное положение между шестивалентным (сульфонильная сера) и двухвалентным (сульфидная сера). В соответствии с этим сульфоновые кислоты, как в принципе, так и на практике, можно получать либо восстановлением сульфонильных производных, либо окислением сульфидов. Эти методы наряду с образованием связи углерод—сера при использовании диоксида серы, а также с расщеплением такой связи в сульфонах представляют собой четыре основных метода синтеза сульфиновых кислот [1—3 5, 6].
Хотя сульфинильные соединения могут быть получены восстановлением различных сульфонильных производных, предпочитают использовать сульфонилхлориды RSO2C1, поскольку они легкодоступны. При действии на них многих восстановителей не происходит восстановления до тиолов или других соединений серы (II). Кроме того, во многих случаях восстановление может проводиться при наличии в молекуле субстрата других реакционноспособных или восстанавливаемых групп. Существуют два типа реагентов, гстеролптпчески расщепляющих связь сера—хлор, вследствие чего атом серы приобретает пару связывающих электронов и, таким образом, формально восстанавливается. К первому типу относятся реагенты — доноры электронов, обычно металлы, под действием которых из сульфонплхлорида образуются сульфинат- и хлорпд-ионы. Ко второму типу относятся нуклеофильные реагенты, под действием которых, по-впдимому, происходит замещение атома хлора с вытеснением сульфинат- иона.
I. Zn m-McC6H4SO2C!»-MeC6H4SO2NaI. Zn m-McC6H4SO2C!»-MeC6H4SO2NaИз реагентов, относящихся к первому типу, наиболее часто используют порошок цинка в нейтральной или основной водной или спиртовой среде. В качестве восстановителей использовали также железо, амальгаму натрия, магний, кальций, алюминий, хлорид олова(II). Примеры восстановления сульфонилхлоридов реагентами донорами электронов [3] приведены ниже (урав- пения 1,2).
I. Zn m-McC6H4SO2C!»-MeC6H4SO2Na
I. Zn m-McC6H4SO2C!»-MeC6H4SO2Na
(1)
(2)
(3)
В качестве анионных нуклеофилов для восстановления суль- фонплхлоридов использовали, в частности, сульфиты (уравнения 3 и 4), сульфиды, тполяты, тиосульфаты, цианиды, гидриды (в основном алюмогпдрнд лития), анион S^OK, арсениты, иодиды аиетплпды, еноляты, дптиокарбонаты. Наиболее часто используют сульфит-нон, что объясняется удобством в работе с этим реагентом, хорошими выходами продуктов восстановления и низкой стоимостью реагента [3, 6].
Кроме сульфонплхлорндов для получения сульфиновых кислот были использованы сульфонилфториды, -бромиды и -йодиды, арентиосульфопаты (см. разд. 11.16.7), сульфонамиды (см. разд. 11.19.4), сульфонилгидразиды и -гидразоны (см. разд. 11.19.7) [6]. Восстановление сульфонов в сульфиновые кислоты обсуждается ниже.
Получение сульфиновых кислот окислением тиолов или дисульфидов используется значительно реже, поскольку легко происходит переокисленпе. Однако в некоторых случаях [1—3, 5, 6] хорошие результаты были получены при использовании в качестве окислителей хлора, брома, иода (уравнение 5) [7], спиртового раствора основания, разбавленного пероксида водорода, кислорода. Более эффективным реагентом является лг-хлорпербеизойпая кислота (уравнение 6) [8].
SHSH12, НО"12, НО"(5)(5)
SH
SH
12, НО"
12, НО"
(5)
(5)
л<-С1С6Н4СО3Н
(6)(6)PhSH-> PhSO2H
(6)
(6)
Существует несколько методов образования связи S—С для синтезов сульфнновых кислот с использованием диоксида серы. Алкан- и аренсульфиновые кислоты получают реакцией органических соединений лития, магния, алюминия или меди [9] с диоксидом серы. Детально изучено внедрение диоксида серы по другим связям углерод—металл [1, 10, 11]. Аренсульфиновые кислоты могут быть получены также с помощью реакции типа реакции Фриделя — Крафтса, исходя из ароматических углеводородов, Диоксида серы и хлорида алюминия (катализатор), а также разложением арендиазониевых солей в присутствии диоксида серы и меди (восстановитель). Реакцию Фриделя — Крафтса в некоторых лучаях используют и для получения алкансульфиновых кислот з алкенов или алканов. Фотохимическое сульфииилирование ал- нов в присутствии диоксида серы практически не используется кисЭЧеСпВе пРспаРативного метода получения алкансульфиновых
лот. Примеры синтеза сульфнновых кислит на основе диоксида
серы приведены ниже (уравнения 7 [12], 8 [3] и 9[6])
S02 (С|2Н25)зА1 ► C12H25SO2H(7)S02 (С|2Н25)зА1 ► C12H25SO2H(7)S02, AichPhH > PhSO2H(8)S02, AichPhH > PhSO2H(8)NH2SO2HNH2SO2H
S02 (С|2Н25)зА1 ► C12H25SO2H(7)
S02 (С|2Н25)зА1 ► C12H25SO2H(7)
S02, Aich
PhH > PhSO2H(8)
S02, Aich
PhH > PhSO2H(8)
NH2SO2H
NH2SO2H
Как было указано выше, сульфиновая группа может выступать в качестве уходяшей группы, поэтому в сульфонах возможен разрыв связи сера—углерод. Это может осуществиться, вероятно, путем нуклеофильного замещения по а-углеродному атому или за счет 1,2-элиминирования, хотя возможны и другие механизмы, приводящие к образованию наблюдаемых продуктов. Неактивированные сульфоны расщепляются с трудом, и для осуществления реакции необходимо воздействие сильного основания при высокой температуре. Успешный синтез сульфиновых кислот из сульфонов осуществлен путем расщепления арил-2,4-динитрофе- нилсульфонов, перегруппировкой Смайлса, а также раскрытием кольца у тииран-1,1 -диоксидов [13]. Хорошими реагентами для расщепления связи углерод—сера являются натрий в жидком аммиаке или литий в метиламине (уравнение 10) [14, 15].
■LI, MeNH2
(CjoH2|)2S02*" CioH2iS02H(10)
При взаимодействии 2,4-динитробензолсульфенилхлорида с ароматическими углеводородами в присутствии хлорида алюминия образуются сульфиды, которые после окисления в сульфоны можно превратить в аренсульфиновые кислоты (уравнение И) [6]. Перегруппировка Смайлса (уравнение 12 [1]; X = углерод-, кислород- или азотсодержащий нуклеофил) представляет собой пример внутримолекулярного нуклеофильного замещения у ароматического атома углерода. Известен, по крайней мере, один случай, когда эта реакция была обратимой [6].
(И)(12)(И)(12)
(И)
(12)
(И)
(12)
Лругие общие методы, которые обычно редко используют для синтеза сульфиновых кислот, описаны в упомянутых выше обзорах. Следует также обратиться к периодическим изданиям [16].
Реакции сульфиновых кислот
можно окислить пли восстановить. Они
Сульфиновые кпс^ реакции в качестве нуклеофильных вступают также в разли° центром ПОчти всегда является Комары "рёакип/сульфкновых кислот рассмотрены в обзорах [1, 2, 5, 6, 16]. пкиг,яются в сульфоновые кислоты под
Сульфиновые кисло™ напрИ^ер пероксида водорода, действием Ра^’ ч«ь ки^ ’ щелочного раствора пермап- г^аТк™"Причислении Перманганатом калия в уксусной ^ХсЧнЕше* сульф^овых кислот в зависимости от условий проведения реакций Приводит к тиолам, дисульфидам или тиол- сенатам Так, например, при восстановлении цинковои пылью в кислой среде образуются тиолы, при действии алюмоги дрида лития — дисульфиды, а при использовании хлорида желе- заПП в уксусной кислоте или ацетоне — тполсульфонаты.
Для введения сульфонильной группы в качестве нуклеофильного реагента часто используют сульфиновую кислоту. В случае обычных алкилирующих агентов эта реакция служит удобным методом синтеза сульфонов [17], но она может происходить и путем атаки по атому кислорода, выступающему в качестве нуклеофильного центра вместо атома серы [18]. Сульфоны образуются также при сольволизе эфиров сульфиновых кислот, при этом в качестве интермедиатов возникают карбенпевые и сульфинат- ионы. Детальное исследование этой реакции обусловлено ее значением для изучения механизма (см. разд. 11.18.4.3).
При взаимодействии сульфинат-ионов с эпоксидами образуются 2-гидрокснсульфоны, а из пяти- и шестичленпых лактонов получены 3- и 4-аренсульфонилкарбоновые кислоты. Сульфинат- анпоны или сульфиновые кислоты реагируют также и с другими атомами, например серой, селеном и галогенами. При действии, например, сульфенилхлоридов получаются тиолсульфинаты, при действии брома или хлора — соответствующие сульфонилгалоге- ниды.
Описаны многочисленные примеры реакций нуклеофильного присоединения сульфиновых кислот к кратным связям. Например, метилакрилат, акриламид, малеиновый ангидрид, акрилонитрил и виннлкетоны присоединяют сульфинат-анионы в реакциях нуклеофильного присоединения по Михаэлю. Описаны также аналогичные присоединения к активированным ацетиленам п алленам. Сульфиновые кислоты присоединяются к хинонам, а образующиеся аддукты ароматизируются путем енолизации с образованием производных гидрохинона. При присоединении сульфинат-анионов к альдегидам получаются а-гидроксисульфоны (см. разд. 11.9.3). Менее детально изучены реакции присоединения к азотистой! кислоте, азобензолу и диазониевым солям. Отдельные примеры
[6],(13)(14)(15)[6],(13)(14)(15)PhSO2H н-РгСНО + H2NCONH2► PhSO2CH(Pr-H)NHCONH2PhSO2Na H2NCON-=NCONH2 > PhSO2NHNHCONH2PhSO2H н-РгСНО + H2NCONH2► PhSO2CH(Pr-H)NHCONH2PhSO2Na H2NCON-=NCONH2 > PhSO2NHNHCONH211.18.2. СУЛЬФИНИЛ ГАЛОГЕНИДЫ11.18.2. СУЛЬФИНИЛ ГАЛОГЕНИДЫ
[6],
(13)
(14)
(15)
[6],
(13)
(14)
(15)
PhSO2H н-РгСНО + H2NCONH2► PhSO2CH(Pr-H)NHCONH2
PhSO2Na H2NCON-=NCONH2 > PhSO2NHNHCONH2
PhSO2H н-РгСНО + H2NCONH2► PhSO2CH(Pr-H)NHCONH2
PhSO2Na H2NCON-=NCONH2 > PhSO2NHNHCONH2
11.18.2. СУЛЬФИНИЛ ГАЛОГЕНИДЫ
11.18.2. СУЛЬФИНИЛ ГАЛОГЕНИДЫ
перечисленных выше реакций приведены в уравнениях 13 14 [19] п 15 [20].
ОО
Было обнаружено, что под действием ряда ароматических сульфиновых кислот происходит ^ыс-тра«с-изомеризация олефинов, не сопровождающаяся сдвигом двойной связи. Например, из (Z)-метилового эфира олеиновой кислоты получена смесь изомеров, состоящая на 81 % из (Е)-изомера [21].
Отщепление сульфинильной группы происходит с трудом. Однако в некоторых случаях, большей частью для нитроароматических производных, наблюдалось десульфинилирование в сильноосновной или кислой среде. При обработке аренсульфиновых кислот хлоридом ртути (II) образуется арилртутьхлорид [22]. Аналогичная реакция происходит с хлоридом таллия(Ш). Десульфинилирование аренсульфинатов происходит также под действием солей палладия(II), при этом получаются биарилы [23].
п-Винилбензолсульфиновая кислота полимеризуется [24] (схема 16); из приведенной последовательности реакций, приводящей к синтезу полимера, видны возможности осуществления различных превращений в присутствии сульфинильной группы.
(16)
Свойства сульфинилгалогенидов
Описано большое число разнообразных сульфинилхлоридов 11, 5, 6]. Алкансульфинилхлориды с низкой молекулярной массой представляют собой жидкости, которые можно перегонять в вакууме. Бензолсульфинилхлорид также является жидкостью, но n-толуол- и п-нитробензолсульфинилхлориды являются кристаллическими веществами. Все они весьма чувствительны к влаге воз-
Алкансульфннилхлориды разлагаются при стоянии, и их ДУ упянить долгое время в запаянных ампулах. Известны су^ьфинилфтор^26]. Как в других сульфинильных
производных, атом серы в сульфинилгалогенидах может быть центром хиральности [27].
18 2.2. Методы получения сульфинилгалогенидов
Сульфинилхлориды обычно получают обработкой кислот или их солей тионилхлоридом или окислением хлором различных соединений, содержащих сульфидный атом серы.
Хорошие выходы продуктов получаются При хлорировании дисульфидов в уксусной кислоте, а еще лучше — в уксусном ангидриде. Для получения сульфииилхлоридов обычно рекомендуют [28] использовать в качестве исходных соединений для хлорирования в уксусном ангидриде соответствующие эфиры тиокарбоновых кислот (уравнение 17).
С 1г, АсгО
PhCH2SCOMe > PhCH2SOCl(17)
SOC12, AICLSOC12, AICLSOC1SOC1(18)(18)
SOC12, AICL
SOC12, AICL
SOC1
SOC1
(18)
(18)
Сульфинилхлориды получают взаимодействием углеводородов с диоксидом серы и хлором при освещении. При действии диоксида серы на перфторпропен образуется сульфинплфторид [29]. В присутствии хлорида алюминия тионилхлорид реагирует с адамантаном с образованием 1-адамантансульфинилхлорида (уравнение 18) [30].
Реакции сульфинилгалогенидов
Основная реакция сульфииилхлоридов — замещение хлора при действии различных нуклеофилов. Так, при обработке сульфинил- хлоридов тиолами образуются тиолсульфинаты (см. разд. 11.16.6), спиртами или фенолами — эфиры сульфиновых кислот (см. разд. 11.18.4), аммиаком или аминами — сульфинамиды (см. разд. 11.18.5), азид-ионом — сульфинилазиды (см. разд. 11.18.6), гидразонами — сульфинилгидразоны (см. разд. 11.18.6). Необычные продукты образуются при действии гидроксиламина на сульфинилхлориды: вместо ожидаемых сульфинилгидроксамовых кислот получены сульфонамиды. Изучение механизма этой реакции показало, что первоначально образуются О-сульфинилирован- ные интермедиаты, которые перегруппировываются в сульфонамиды при участии радикальных частиц [31]. При взаимодействии Диазометана с бензолсульфинилхлоридом образуется смесь фенилхлорметилсульфоксида и фепилдиазометплсульфокспда —
предшественника фенилсульфинилкарбена, представляющего собой высокостереоселективный реагент для получения циклопропанов [32]. Сульфинилхлориды, имеющие атомы водорода при а-углеродном атоме, под действием триэтиламина превращаются в оксиды тиокетонов [16] с отщеплением хлористого водорода (уравнение 19) [33]. С ароматическими субстратами сульфинилхлориды вступают в реакцию Фриделя — Крафтса, катализируемую хлоридом алюминия, образуя арилсульфоксиды (уравнение 20) [34]. Арилсульфоксиды образуются также и при присоединении сульфинилхлоридов к некоторым олефинам (уравнение 21) [35]. _ '
11.18.3. СУЛЬФИНИЛ СУЛЬФОНЫ И АНГИДРИДЫ СУЛЬФИНОВЫХ кислот
Сульфинилсульфоны (3) и ангидриды сульфиновых кислот (4) легко гидролизуются, образуя сульфиновые кислоты. Исключением является только соединение (5); например, при действии на него водного диоксана преобладающим компонентом смеси является (5), а не кислота (6) [36]. При обработке и-толуолсуль- финилхлорида n-толуолсульфинатом натрия образуется сульфи- нилсульфон (уравнение 22), а не сульфиновый ангидрид, как ошибочно предполагали ранее; эта ошибка была исправлена лишь в 1960 г. [1]. В последнее время были получены некоторые ангидриды сульфиновых кислот (например, уравнение 23). Изучены механизмы гидролиза обоих типов соединений [37]; особенно полезными оказались сульфинилсульфоны для определения нуклеофильной эффективности сульфинильного атома серы [38]
-OS—SO2HO2S SO2H
00 ОО I |II
rL|rrLo-K^)Q
(4)(5)(6)
О О
д-МеСбНдЗОС!д-МеСбНдЗОС!^MeCeH.so^ „_МеСбН^_^Сбн4Ме-л^MeCeH.so^ „_МеСбН^_^Сбн4Ме-л(22)(22)
д-МеСбНдЗОС!
д-МеСбНдЗОС!
^MeCeH.so^ „_МеСбН^_^Сбн4Ме-л
^MeCeH.so^ „_МеСбН^_^Сбн4Ме-л
(22)
(22)
(23)(23)О Оrnrr*BuSO2AgII II
(23)
(23)
rper-BuSOClrper-BuSOCl—> rper-BuS—О—SBu-rper
rper-BuSOCl
rper-BuSOCl
11.18.4. ЭФИРЫ СУЛЬФИНОВЫХ КИСЛОТ
11 18.4.1. Свойства эфиров сульфиновых кислот
ЭЛиры сульфиновых кислот (сульфинаты) (7) изомерны суль- (8), но по свойствам существенно отличаются от них И 2 5 6]’. Например, сульфоны обычно являются кристалличе- кими веществами, в то время как эфиры сульфиновых кислот часто представляют собой жидкости. Они умеренно стабильны, но легко гидролизуются водными основаниями или кислотами, пои длительном хранении разлагаются, если не приняты особые меры предосторожности. Эфиры сульфиновых кислот имеют большое значение для изучения стереохимических реакций органических производных серы; поскольку атом серы в них находится в вершине пирамиды, они конфигурационно стабильны, существуют в оптически активных формах и их можно превратить в другие хиральные соединения серы [37, 39—41].
ОО
IIII
R—S-ORR—S—R
IIО
(7)(8)
Методы получения эфировсульфиновых кислот
Обычно для получения эфиров сульфиновых кислот используют реакцию сульфинилхлоридов со спиртами или фенолами в присутствии оснований, например поташа или пиридина [1, 5,6]. ри использовании в качестве оснований оптически активных l421H°n °бРазУются оптически активные эфиры (уравнение 24) тах РН хлоРиРованни Диметилдисульфида в различных спир- хоРошим выходом получаются алкплметансульфннаты лучать^а6 25 ^43]’ Метиловые и пропиловые эфиры можно по- свинца в КЖ6 охислением тиолов или дисульфидов тетраацетатом пение 26) ХтР°ы0РМе’ содержащем метанол или пропанол (урав- Ном получа сУльФ”Н0ВЫх кислот при обработке диазомета- Миата — чТипТСЯ мстиловь1е эфиры, а при действии этилхлорфор- °вые эфиры [1]. Алкилсульфинаты образуются
также при взаимодействий сульфиновых кислот с алкилхлоркар- бонатами [1]. Из сульфиновых кислот и спиртов эфиры получаются в том случае, если образующаяся в процессе реакции вода уда. ляется [1, 6] или связывается М^'-дициклогексилкарбодиими- дом [44]. При обработке бензолсульфината серебра метилиоДи- дом образуется соответствующий эфир, а не сульфон, как в случае бензолсульфината натрия, однако этот метод не имеет преимуществ по сравнению с другими методами [1, 18]. Эфиры сульфпновых кислот образуются также при окислении эфиров сульфеновых кислот озоном [1] или ж-хлорпербензойной кислотой [45], при взаимодействии сульфенилхлоридов с эпоксидами [1], в реакции тиолсульфонатов с триалкилфосфитами [1] или М-бромсукцинимидом [46], при обработке алкилсульфитов [47] и хлорсульфитов [1] (см. разд. 11.21.1) реактивами Гриньяра, а также при окислении М-алкил-М-и-толуолсульфонилгидразидов диоксидом селена [48].
оо
IIPhCHMeNMe2 ||
(24)(25)(26)(24)(25)(26)ОС12, н-BuOH || MeSSMeMeSOBu-нОС12, н-BuOH || MeSSMeMeSOBu-нООMeSCl + н-РгОН -> MeSOPr-H
(24)
(25)
(26)
(24)
(25)
(26)
О
С12, н-BuOH || MeSSMeMeSOBu-н
О
С12, н-BuOH || MeSSMeMeSOBu-н
О
О
[50].MeOS—СН2—(2")[50].MeOS—СН2—(2")Эфиры сульфиновых кислот образуются и в некоторых реакциях с диоксидом серы. Так, из метилфторида и пентафторида сурьмы в диоксиде серы образуется катион MeOSO+, который присоединяется к алкену (9). После обработки реакционной смеси метанолом получается метиловый эфир сульфиновой кислоты (уравнение 27) [49]. Некоторые арилциклопропаны также реагируют с диоксидом серы, образуя циклические эфиры сульфиновых кислот (сультины) (уравнение 28)
[50].
MeOS—СН2—(2")
[50].
MeOS—СН2—(2")
уМе ] Мер, SbP5, SO2 СН2=С/ -»
\^2. МеОН, Н2О, СОЦ
n-NCC8H4n-NCC8H4so2 >hvso2 >hv(28)(28)
n-NCC8H4
n-NCC8H4
so2 >
hv
so2 >
hv
(28)
(28)
Для синтеза сульфоксидов из эфиров сульфиновых кислот имеет значение тот факт, что в реакции алкан- и аренсульфи- нилхлоридов с (—)-ментолом образуется смесь эпимерных ментиловых эфиров, в которой преобладает изомер с конфигурацией
О> OS^О> OS^ятома серы. Однако в случае ментиловых эфиров арен- ^ вых кислот (S)-эпимер обычно кристаллизуется из эфир- сульф,!И0 ' а (/?)-изомер остается в растворе. (—)-Меитило- ного Ра , алкансульфиновых кислот являются жидкостями вые Л] Для определения энантиомерной чистоты и абсолютной ^^птацин некоторых циклических и ациклических эфиров к°нфи >РВЫХ КПСлот методом спектроскопии ЯМР использовали хиральные растворители [51].
О
> OS^
О
> OS^
‘ О
.(сн2)„.(сн2)„(29)(29)||SO2C12
.(сн2)„
.(сн2)„
(29)
(29)
^r-BUSCH2(CH2),,CH2OH
Существует несколько методов синтеза сультинов. Разработан бщии метод синтеза таких эфиров с числом атомов в цикле от пяти до восьми, основанный на реакции грет-бутилгидроксиал- килсульфоксидов с сульфурилхлоридом (уравнение 29) [52].
Реакции эфиров сульфиновых кислот
Для эфиров сульфиновых кислот наиболее характерна реакция нуклеофильного замещения у атома серы с последующим расщеплением связи сера—кислород [37]. По такому пути проходят реакции сульфинатов с различными нуклеофильными реагентами, у которых нуклеофильный центр находится у атомов углерода, кислорода или азота. Некоторые исключения из этой закономерности рассмотрены ниже. В реакции оптически активных сульфинатов с реактивами Гриньяра получаются сульфоксиды с высокой оптической чистотой и обращенной конфигурацией [39—41]. Аналогично реагируют литийорганические и цинкорга- нические реагенты [41]. Натриевое производное ацетона присоединяется к метил-п-толуолсульфинату (уравнение 30) [53], а Р-дисульфоксиды образуются в реакции, приведенной в уравнении 31 [54]. С обращением конфигурации проходит также пере- этерификация эфиров сульфиновых кислот [37]. Гидролиз метил- ^-толуолсульфината под действием кислот происходит с разрывом 9Вязи сера—кислород; аналогично гидролизуются сульфинаты Д действием оснований [37, 55]. При действии литийанилида ион Ментил-™УО.псульфинат происходит вытеснение ментокси- я 3 С обращением конфигурации и получается и-толуолсульфпн- анилид (см. разд. 11.18.5) [37].
ОО
И"МеС«Н4-8-ОМе + МаСН2СОМе —► n-MeC6H4-S-CH2COMe (30) образован СЛ^ЧЗЯХ’ КОгда Реакция проходит с предпочтительным нроисходиГ карб°катиониых интермедиатов, в первую очередь род. Так разрыв связи углерод—кислород, а не сера—кпело- пример, бензгидриловый эфир п-толуолсульфиновой
оо:*-S-*Ar8к:*-S-*Ar8кО• •nII=иAr*-S—CH2Li.VII^ Ar*-S—CH2*-S—ArA.О• •nII=иAr*-S—CH2Li.VII^ Ar*-S—CH2*-S—ArA.1(31)1(31)R=(-)-ментил; Ar=C6H4Me-n
о
о
:*-S-*Ar
8к
:*-S-*Ar
8к
О• •n
II=и
Ar*-S—CH2Li.VII
^ Ar*-S—CH2*-S—Ar
A.
О• •n
II=и
Ar*-S—CH2Li.VII
^ Ar*-S—CH2*-S—Ar
A.
1(31)
1(31)
кислоты ионизуется в уксусной кислоте с образованием иоммпй пары карбокатион — сульфинат-иоп, из которой после рекомбин, НИИ образуется исходный эфир и бензгидрил-л-толилсульфой [37]. Полагают, что эпимеризация эфиров сульфиновых кислот под действием хлористого водорода происходит путем нуклео фильной атаки хлорид-иона на атом серы [37].
Возможна также и электрофильная атака на атом серы. Пеп- манганат калия и ж-хлорпербензойная кислота окисляют эфиры сульфиновых кислот в эфиры сульфоновых кислот (уравнение 32) Последняя реакция используется для ""
эфиров сульфоновых кислот [56].
О
IIл-С1С6Н4СО3Н
получения неустойчивыхполучения неустойчивыхОPhCH2OS—С6Н4Ме-л (32)IIООPhCH2OS—С6Н4Ме-л (32)IIОДля эфиров сульфиновых кислот характерны перегруппировки в сульфоны (см. выше). Большую часть перегруппировок можно отнести к одной из следующих двух групп. К первой группе относятся перегруппировки, которые происходят с образованием карбокатионов; например, а-метилаллил- и бутен-2-илбензолсуль- финаты перегруппировываются, давая одну и ту же смесь а-метилаллилфенилсульфона и бутен-2-илфенилсульфона (уравнение 33) [I]. Ко второй группе относятся перегруппировки про- пин-2-ил и пропадиенилсульфинатов, которые, по-видимому, происходят путем сигматропных перегруппировок (уравнение 34) [1].О MeII IPhSOCHCH=CH2 -ОPhSOCH2CH=CHMeДля эфиров сульфиновых кислот характерны перегруппировки в сульфоны (см. выше). Большую часть перегруппировок можно отнести к одной из следующих двух групп. К первой группе относятся перегруппировки, которые происходят с образованием карбокатионов; например, а-метилаллил- и бутен-2-илбензолсуль- финаты перегруппировываются, давая одну и ту же смесь а-метилаллилфенилсульфона и бутен-2-илфенилсульфона (уравнение 33) [I]. Ко второй группе относятся перегруппировки про- пин-2-ил и пропадиенилсульфинатов, которые, по-видимому, происходят путем сигматропных перегруппировок (уравнение 34) [1].О MeII IPhSOCHCH=CH2 -ОPhSOCH2CH=CHMeО MeО MeООPhS—СНСН=СН2 + PhSCH2CH=CHMe (33)PhS—СНСН=СН2 + PhSCH2CH=CHMe (33)ООООООООArSCH=C=CH2ArSCH=C=CH2(34)(34)PhCH2OS—С6Н4Ме-п
получения неустойчивых
получения неустойчивых
О
PhCH2OS—С6Н4Ме-л (32)
II
О
О
PhCH2OS—С6Н4Ме-л (32)
II
О
Для эфиров сульфиновых кислот характерны перегруппировки в сульфоны (см. выше). Большую часть перегруппировок можно отнести к одной из следующих двух групп. К первой группе относятся перегруппировки, которые происходят с образованием карбокатионов; например, а-метилаллил- и бутен-2-илбензолсуль- финаты перегруппировываются, давая одну и ту же смесь а-метилаллилфенилсульфона и бутен-2-илфенилсульфона (уравнение 33) [I]. Ко второй группе относятся перегруппировки про- пин-2-ил и пропадиенилсульфинатов, которые, по-видимому, происходят путем сигматропных перегруппировок (уравнение 34) [1].
О Me
II I
PhSOCHCH=CH2 -
О
PhSOCH2CH=CHMe
Для эфиров сульфиновых кислот характерны перегруппировки в сульфоны (см. выше). Большую часть перегруппировок можно отнести к одной из следующих двух групп. К первой группе относятся перегруппировки, которые происходят с образованием карбокатионов; например, а-метилаллил- и бутен-2-илбензолсуль- финаты перегруппировываются, давая одну и ту же смесь а-метилаллилфенилсульфона и бутен-2-илфенилсульфона (уравнение 33) [I]. Ко второй группе относятся перегруппировки про- пин-2-ил и пропадиенилсульфинатов, которые, по-видимому, происходят путем сигматропных перегруппировок (уравнение 34) [1].
О Me
II I
PhSOCHCH=CH2 -
О
PhSOCH2CH=CHMe
О Me
О Me
О
О
PhS—СНСН=СН2 + PhSCH2CH=CHMe (33)
PhS—СНСН=СН2 + PhSCH2CH=CHMe (33)
О
О
О
О
О
О
О
О
ArSCH=C=CH2
ArSCH=C=CH2
(34)
(34)
О
Наблюдалась также обратная перегруппировка сульфонов ^ ^Ф^ ры сульфиновых кислот. Об ее осуществлении судят п
775 °C775 °C, Г и пн продуктов, которые могут возникнуть НИЮпте^ эфиров (уравнение 35) [58]. При И3 нпипова^ии метил-н-толуолсульфината образуется диметокси- ппоизводное, которое перегруппировывается в метил-п-толилсуль- фон (уравнение 36) [25].
775 °C
775 °C
so2so2'2'2os-o
so2
so2
'2
'2
(35)
О
ОМе
CHO
о
n-MeCeHjSOMe
CFsSOsMe
n-MeCGH4S +
ОМе
—> п-МеСбН45Ме
II
О
(36)
О
О
«-MeCgHjSOEt
Av
«-MeCGH4S • + ЕЮ.
(37)
При пиролизе ациклических сульфинатов происходят реакции 1,2-элиминирования [59]. При фотолизе этил-/г-толуолсульфината гомолитически разрывается связь сера—кислород и образуются п-толуолсульфинильный и этоксильный радикалы, из которых затем получается смесь продуктов (уравнение 37) [60].
СУЛЬФИНАМИДЫ
Свойства сульфииамидов
Сульфинамиды (10), как и эфиры сульфиновых кислот, представляют собой умеренно стабильные соединения. N.N-Дизаме- щенные алкансульфинамиды являются жидкостями, которые можно перегонять в вакууме, но они, по-видимому, менее стабильны, чем соответствующие моно- и незамещенные по азоту производные, которые часто представляют собой кристаллические вещества [61]. Сульфинамиды легко гидролизуются водными кислотами или основаниями. При изучении щелочного гидролиза мета- и пара-замещенных N-мезитилбензолсульфинампдов пытались обнаружить пентакоординационные интермедиаты, в которых связь между атомом кислорода нуклеофильного реагента и атомом серы образуется до отделения азотной функции, однако не было получено никаких доказательств их существования. Не обнаружено включения 18О из растворителя в выделенном непрореагировавшем исходном соединении. Если и образуется интермедиат (11),
то уход N-мезитнльной группы происходит раньше, чем происходит реорганизация лигандов, в результате которой становятся'эквивалентными оба атома кислорода — один из нуклеофиладругой из исходного амина [37]. В подобных опытах с меченымисоединениями никогда не наблюдалось включения 18О в сульфи-нильное соединение, получаемое обратно из реакционной смеси"
NHR
3?SNK23?SNK2(ю)(ю)Ar—
3?SNK2
3?SNK2
(ю)
(ю)
180Н °
(Н)
Методы получения сульфинамидов
О«зо-PrSCl + Et2NH —>О«зо-PrSCl + Et2NH —>Оuao-PrSNEtjОuao-PrSNEtj(38)(39)(40)(38)(39)(40)Для получения сульфинамидов обычно используют два метода: обработку сульфипилхлоридов аминами или анилинами (уравнение 38) [1] и реакцию N-сульфиниламинов или -анилинов с реактивами Гриньяра (уравнение 39) [1, 62]. Разработан еще один удобный метод синтеза сульфинамидов: N-алкан- и N-аренсуль- финилфталимиды, получаемые окислением соответствующих сульфенамидов, превращают в сульфинамиды обработкой аминами (уравнение 40) [63].
О
«зо-PrSCl + Et2NH —>
О
«зо-PrSCl + Et2NH —>
О
uao-PrSNEtj
О
uao-PrSNEtj
(38)
(39)
(40)
(38)
(39)
(40)
О
PhC=CMgBr||
ra-MeC6H4N=S=O> PhC=CSNH—CGH4Me-n
О COО
||/ \ rnh2 ||
PhS—1> PhSNHR
CO
При S-деметилировании (R) - (М,М-диметиламино) метил-л-то- лилсульфоксонийтетрафторбората образуется (^)-N,N-димeтил- н-толуолсульфнпамид с сохранением конфигурации (уравнение 41). Этот метод имел большое значение при изучении стереохимических закономерностей замещения у атома серы [64]. Оптически активные сульфинамиды получаются также из эфиров суль* фнновых кислот [37, 41] (см. разд. 11.18.4.2) и из тиолсульфина- тов [46].
С умеренным выходом сульфинамид образуется при взаимодействии л-толуолсульфиновой кислоты с анилином в присутствп дициклогсксилкарбодиимида [65]. N-Сульфиниламины реагирую с диенами по реакции типа реакции Дильса — Альдера с образо ванием сульфинамидов (уравнение 42) [66].
о
II ,
Me*^S-^CyH4Me-;i
NMe2
1. NaH
2. R2C
О
(41)
n-MeC6H4SO2NSO^
>■ л-МеСбН4^'5~^НМе2
(42)
Реакции сульфинамидов
Известно весьма ограниченное число реакций сульфинамидов. При взаимодействии сульфинамидов с нуклеофилами атака происходит по атому серы, что доказано не только их легким гидролизом, ио и превращением К1^-дизамещеиного л-толуолсульфин- амида' в метил-л-толилсульфоксид. Эта реакция проходит с обращением конфигурации у атома серы (уравнение 43) [41]. Суль- финамиды легко окисляются перманганатом, но следует отметить, что по крайней мере одна группа исследователей не смогла выделить ожидаемые сульфонамиды [61].
Оо
R2N—S—С6Н4Ме-п 2^1^ n-MeCGH4*-S—Me(43)
Предполагают, что рацемизация некоторых N-ариларенсульфин- амидов проходит по свободнорадикальному механизму с участием N-арильных радикалов в качестве агентов переноса цепи [37].
л-Толуолсульфинанилид более лабилен при освещении, чем метил-л-толуолсульфинат. В бензоле происходит разрыв связи сера—азот с образованием радикалов, из которых затем получается смесь продуктов, но в метаноле образуется метиловый эфир с умеренным выходом [65]. При обработке л-толуолсульфинами- да изопентилнитритом образуются соединения (12) и (13), из которых после выделения азота получаются соответственно л-толуолсульфиновая кислота и ее изопентиловый эфир [67].
О• о
II
«-MeC6H4SN=NOHn-MeC6H4SN=NO(CH2)2CHMe2
(12)(13)
ДРУГИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ СУЛЬФИНОВЫХ КИСЛОТ
Были изучены реакции некоторых производных сульфпновых кислот, приводящие к сульфинилнитренам и диазометану. Арен- сульфинилазиды (14) реагируют с сульфоксидами с образованием с г^С11сУльФО111м)сУльФимпЛов (15). Эта реакция проходит охранением конфигурации у сульфоксидного атома серы [68].
При взаимодействии с бутаполом-1 образуются аренсульфонами- ды. Аналогично ведут себя О-замещенные аренсульфинилгидро- ксамовые кислоты (16) [69]. Полагают, что во всех этих реакциях образуется общий интермедиат—аренсульфинилнитрен (17).
О
ОО
IIII
О
ArSN3
ArSN=SR2ArSNHOR
II
0
ArSN:
(14)
(15)(16)
(17)
0
OH
MeSNHN=
=CHPhMeS=NN=CHPh
N2CHPh
(1 )
(19)
(20)
При взаимодействии метансульфинилхлорида с гидразоном бензальдегида образуется равновесная смесь сульфинилгидразона (18) и производного иминосульфиновой кислоты (19). Они разлагаются с образованием фенилдиазометана (20) [70]. Изучена стереохимия производных иминосульфиповой кислоты [41].
ЛИТЕРАТУРА
С. L М. Stirling, Internal. J. Sulfur Chem. (В), 1971, 6, 277.
S. One and N. Kunieda, in ‘Organic Chemistry of Sulfur’, ed. S. Oae, Plenum, New York, 1977, chapter 11.
IV. M. Truce and 4. M. Murphy, Chem. Rev., 1951, 48, 69.
P. Ruffin and G. Biserte, Anal. Biochem , 1976, 76, 233.
M. Quaedvlilg, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyi)’, ed. E. Muller, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn., 1955, vol. IX. chapter 12.
F. Muth, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. Muller, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn., 1955, vol. IX, chapter 13.
/. Scheinfeld, J. C. Parham, S. Murphy, and G. B. Brown, J. Org. Chem., 1969,
34 2153
IV. G. Filby, K. Gunther, and R. D. Penzhorn, J. Org. Chem., 1973, 38, 4070.
G. Cahiez, D. Bernard, J. F. Normant, and J. Villieras, J. Organometallic Chem., 1969, 121, 123.
A. Wojcicki, Adv. Organometallic Chem., 1974, 12, 31.
E. Lindner, D. IV. R. Frembs, and D. Krug, Chem. Ber., 1975. 108, 291.
K. Ziegler, F. Krupp, K. Weyer, and IV. Larbig, Annalcn, 1960, 629, 251.
E. Vilsmaier and G. Becker, Synthesis, 1975, 55.
IV.E.Truce, D.P.Tate, and D. N. Burdge,J. Amer.Chem. Soc., 1960, 82,2872.
D.B.Hope, C.D.Morgan, and M. Walti,J. Chem.Soc. (C), 1970, 270.,
G.C.Barrett,in‘Organic Compounds ofSulphur,Selenium, and Telhirittni,
ed.D.H. Reid,The Chemical Society, London, 1975,vol. 3, chapter 1.
G. E. Vennstra and B. Zwaneburg, Synthesis, 1975, 519.
K. Schank and H.-G. Schmitt, Chem.'Ber., 1974, 107, 3026.
M. Meijer, R. M. Tel, J. Strating, and J. B. F. N. Engberts, Rec. Trav. chim., 1973, 92, 72.
J. E. Herweh and R. M. Fantazier, J. Org. Chem., 1976, 41, 116.
T" Gibson and P. Strassburger, J. Org. Chem., 1976, 41, 791.
J. R. Brush, P, G. Cookson, and G. B. Deacon, J. Organometallic Chem., 1972,
C-l.
K. Garves, J. Org. Chem., 1970, 35, 3273.
35.36.37.38.39.40.41.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.50.51.52.53.54.53.54.55.56.57.58.55.56.57.58.59.60.59.60.61.62.63.61.62.63.64.64.65.66.67.65.66.67.68.6970.68.6970.(Lon-(Lon-1975,1975,
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
50.
51.
52.
53.
54.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
59.
60.
61.
62.
63.
61.
62.
63.
64.
64.
65.
66.
67.
65.
66.
67.
68.
69
70.
68.
69
70.
(Lon-
(Lon-
1975,
1975,
. R. P.I BOrg Prep. Procedures, 1970, 2, 235.
. AnVG C Bernard® and G Moggi, Tetrahedron Letters, 1970, 1313.
» % SR M. w ™<! WD. iA. В,Г 1969. 102 3357.
™ 1 Rn.mn and I. В F. N. Engberts, J. Org. Chem., 1976, 41, 143.
C G Venier, H. J. Barager, III, and M. A. Ward, J. Amer. Chem. Soc., 1975, ^Sheppard and J. Diekmann, J Amer. Chem. Soc., 1964, 86, 1891.
T Fujisawa, M. Kakutani, and M. Kobayashi, Bull. Chem. Soc. Japan, 1973, 46,
^Glares and S. Sullivan, Synth. Comm., 1976 6, 495
I I Kice and H. Margolis. J. Org. Chem., 1975, 40, 3623.
i G Tillet Chem. Rev., 1976, 76, 747.
j L Kice’and L. F. Mullan, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 4259.
6 N Sorensen, Internal. J. Sulfur Chem. (B), 1971, 6, 321.
К К Andersen, Internal. J. Sulfur Chem. (B), 1971, 6, 69,
p Laur, in ‘Sulphur in Organic and Inorganic Chemistry, ed. A. Sennmg, Dekker, New York, 1972, vol. 3, chapter 24
M. Mikolajczyk and J. Drabowicz, J. C. S. Chem. Comm., 1974, 547.
/ B. Douglass, J Org. Chem., 1974, 39, 563,
у Miyaji, H. Minato, and M. Kobayashi, Bull. Chem., Soc, Japan, 1971, 44,862, S Braverman and У. Duar, Tetrahedron Letters, 1975, 343.
ЛУ Mikolajczyk and J. Drabowicz, J. C. S. Chem. Comm., 1976, 220.
M. Mikolajczyk and J. Drabowicz, Synthesis, 1974, 124.
О Attanasi, L. Caglioti, and F. Gasparrini, J. C. S. Chem. Comm., 1974, 138.
P. E. Peterson, R. Brockington, and M. Dunham, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 3517
D. E. Applequist and L. F. McKenzie, J. Org. Chem., 1977, 42, 1251.
W. H. Pirkle and M. S. Hoekstra, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 1832.
n" K. Sharma, F. de Reinach-Hirtzbach, and T. Durst, Canad. J. Chem., 1976, 54, 3012.
N. Kunieda, J. Nokami, and M. Kinoshita, Chem. Letters, 1973, 871.
N. Kunieda, J. Nokami, and M. Kinoshita, Bull. Chem. Soc. Japan, 1976, 49, 256.
M. Kobayashi, R. Nishi, and H. Minato, Bull. Chem. Soc. Japan, 1974, 47, 888.
R. M. Coates and J. P. Chen, Tetrahedron Letters, 1969, 2705.
S. Braverman and D. Reisman, J. Amer. Chem. Soc., 1977, 99, 605.
J. D. Finlay, C. R. Hall, and D. J. H. Smith, Tetrahedron Letters, 1977, 1149.
D. N. Iones and U7. Higgins, J. Chem. Soc. (C), 1970, 81.
M. Kobayashi, H. Minato, Y. Miyaji, T. Yoshioka, K. Tanaka, and K. Honda, Bull. Chem. Soc. Japan, 1972, 45, 2817.
У. H. Chiang, J. S. Luloff, and E. Schipper, J. Org. Chem., 1969, 34, 2397.
H. A. Seiling and H. J. Mak, Synth. Comm., 1976, 6, 129.
D. N. Harpp, B. Friedlander, D. Mullins, and S. M. Vines, Tetrahedron Letters, 1977, 963.
C. R. Johnson, M. Haake, and C. W. Schroeck, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 94, 6594.
H. Tsuda, H. Minato, and M. Kobayashi, Chern. Letters, 1976, 149.
G. Kresze and U. Wagner, Annalen,* 1972, 762, 93.
G. De Luca, G. Renzi, V. Bartocci, and C. Panattoni, Chem. and Ind. don), 1975, 1054.
t' / ^“ri.cich and L. L. Hoffman, J. Amer Chem. Soc., 1974, 96, 7770 , p Mancich and S. Madhusoodanan, Tetrahedron Letters, 1977, 983 T G. Shelnut, S. Mataka, and J. P. Ansehne, J. C. S. Chem. Comm
114,
п.19. СУЛЬФОНОВЫЕ кислоты И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
К- К. АНДЕРСЕН (University of New Hampshire)
СУЛЬФОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Свойства сульфоновых кислот
Сульфоновые кислоты (сульфокислоты) имеют общую формулу (1). Они довольно мало распространены в природе; к настоящему времени из природных источников выделено всего несколько соединений этого класса: например, таурин (2), цистеиновая кислота (3) и аэругинозин В (4), причем последний, по-видимому, является первым примером аренсульфоновых кислот, встречающихся в природе [1]. В то же время сульфоновые кислоты, вероятно, широко распространены в следовых количествах, поскольку сульфит-ион, образующийся в результате различных природных процессов и деятельности людей, присоединяется ко многим органическим веществам, например к альдегидам и нуклеозидам, с образованием сульфоновых кислот. Однако, несмотря на малую распространенность этих соединений в природе, число синтетических сульфокислот достаточно велико и многие из них широко используются на практике.
О
RSOH+NH3CH2CH2SO3"O3SCH2CHCO2H
О+NH3
(1)(2)(3)
Введение в молекулу какого-либо соединения сульфогруппы очень сильно увеличивает его растворимость в воде [2, 3]. Именно этим, а также высокой химической стабильностью и определяется практическая важность рассматриваемого класса соединении. Например, нафталин растворим в эфире и нерастворим в воде. При превращении его в нафталин-2-сульфокислоту он становитс нерастворим в эфире, а растворимость в воде увеличивается н столько, что кислота растворяется в половинном по массе кол! ~ честве воды. Добавление к раствору минеральной кислоты умень шает растворимость в воде, и сульфокислоты часто кристаллиз} ются из кислых растворов; например, нафталин-2-сульфокислот почти количественно кристаллизуется в виде тригидрата 50b
ного раствора соляной кислоты [3]. Аминосульфоновые кисты имеющие структуру цвиттер-ионов, представляют сооои важное исключение из этого общего правила Часто их раствори-
в воде незначительна [3]. Обычно сульфокислоты получают в виде гидратов; гидратная вода может быть удалена азеотропной или вакуумной перегонкой [3].
Сульфокислоты обладают высокой кислотностью. Наиоолее гитьной сульфокислотой является, вероятно, трифторметансуль- Фокислота, которая по силе сравнима с фторсульфоновои кислотой и по-видпмому, способна протонировать серную кислоту [4]. Определены функции кислотности водных растворов метан- и п-толуолсульфокислот. Поскольку метансульфокислота прозрачна для ультрафиолетового света, ее можно использовать в качестве кислого растворителя при изучении абсорбции в этой ооласти спектра; например, в ней были измерены спектры кругового дихроизма некоторых полипептидов [6].
Хорошо растворимы в воде натриевые, калиевые и аммонийные соли сульфокислот, значительно менее растворимы, а часто и вообще нерастворимы, кальциевые, бариевые и свинцовые соли [3]. Соли, образованные органическими катионами, например S-бензилтиуроний-ионом, имеют четкие температуры плавления и часто используются для идентификации кислот, температуры плавления которых обычно трудно определимы [3]. При подкислении водных растворов натриевых солей аренсульфокислот хлористым водородом может осаждаться хлорид натрия, а свободная сульфокислота остается в растворе, из которого ее можно выделить концентрированием раствора [3].
Методы получения сульфоновых кислот
Синтез сульфокислот рассмотрен в нескольких обзорах [1—■ 4, 6—9]. Существуют три общих метода их получения. Один из них основан на замещении сульфонильной серой, т. е. SVI, группы Y (обычно атом водорода), связанной с атомом углерода (уравнение 1). В качестве источника серы (VI) можно использовать триоксид серы или хлорсульфоновую кислоту. Сульфокислоты получают или сразу в виде кислот (уравнение 2), или после гидролиза интермедиатов, например сульфонилфторидов (уравнение 3).
RY + SV1 —► RSVI —> RSO3H(1)
C6He + SO3 —> PhSO3H(2)
CeHe + HOSO2F —>■ PhSO2F(3)
Во втором общем методе используют соединения серы, в которых сера находится в более низком окисленном состоянии — о (сульфинильная сера) или S11 (сульфидная сера). В результате реакций присоединения или замещения у атома углерода
получают интермедиат, который затем окисляют в производное серы (VI) (уравнение 4). Несмотря на то что оба процесса часто происходят в одной и той же реакционной смеси (уравнение 5) тем не менее могут потребоваться дополнительные превращения для получения сульфокислоты из образующегося 5У1-интерме- диата (уравнение 6). Сульфогруппу можно вводить и непосредственно, используя сульфит-ион в качестве 51у-частицы, которая присоединяется к кратным связям или замещает некоторые группы у углеродного атома. В этих реакциях происходит формальное окисление серы (IV) в серу (VI). И, наконец, третий метод состоит в превращении одной сульфокислоты или родственного соединения, содержащего шестивалентную серу, в другую сульфокислоту без затрагивания связи С—S (уравнения 7 [9] и 8 [8]).
RY+SIV(in —> RS,V(I,) -^> RSO3H(4)
RH + SO2 + О2 —> RSO3H(5)
RH+SO2+C12 —> RSO2C1(6)
ClCH2SO3Na
PhONa > PhOCH2SO3Na(7)
MeONa, MeOH
C1CH2CH2SO2C1 > CH2=CHSO2OMe(8)
В огромном числе работ для получения сульфокислот исполь
зовали реагенты, в которых сера находилась в шестивалентном состоянии. Наиболее часто использовали серную кислоту, триоксид серы, часто в серной кислоте (олеум) или в виде комплексов с некоторыми основаниями Льюиса, хлорсульфоновую кислоту, CISO2OH. Свойства этих, а также других сульфирующих агентов рассмотрены Гильбертом [9].
Триоксид серы существует в различных формах: мономерной (5), тримерной (6) или полимерной (7). В то время как в парах он существует в виде мономера, обычный продажный препарат представляет собой жидкую смесь (5) и тримерной или у-формы (6) с добавкой стабилизатора, препятствующего полимеризации в (7).
ОO2SX xso2
Ох /О
(5)(5)so2
(5)
(5)
(6)
Сульфирование триоксидом серы можно проводить в паровой фазе, но обычно его осуществляют в смешивающемся с ним ра творителе (диоксиде серы или хлорированном углеводороде), ч предотвращает обугливание органического субстрата и дру нежелательные реакции. Растворы триокснда серы в серной м - лоте (олеум) часто используют для сульфирования ароматиче углеводородов или олефинов. Триоксид серы является чрезвь
агентом, и поэтому для сульфирова-
"° '"^^ных^Яиений используют его комплексы, обычно 1 Wдноксаном (9). которые являются более ^кнмп сульфирующими средствами.
/. so,о. Р • 50з
(9>
Хчорсульфоновую кислоту (т. кип. 152 °C) можно использовать 'в Рреакниях сульфирования без растворителя, но она легко пастворястся в диоксиде серы или хлорированных углеводородах, имеющих хотя бы один атом водорода, например в хлороформе или тихторметане, но не растворяется в четыреххлористом угле- поте^ Для уменьшения реакционной способности ее также превращают в комплексы. В этом случае используют комплексы с диэтиловым эфиром или мочевиной; при взаимодействии с аминами образуется комплекс амина с 50з и хлорид аммония.
Алканы реагируют с сульфирующими агентами, но эти реакции "редко используют в синтезе, поскольку при этом обычно происходит окисление и образуются сложные смеси продуктов [2, 9]. Однако карбоновые кислоты можно непосредственно сульфировать в «-положение триоксидом серы или хлорсульфоновой кислотой (уравнение 9). Альдегиды, кетоны [2, 9] и \,\-дизаме- щенные аминокислоты [10] также сульфируются в «-положение (уравнение 10).
SO3 Ме(СН2)14СО2Н г,—MeSO3 Ме(СН2)14СО2Н г,—MeSO3Na(CH2),3CHCO2HSO3Na(CH2),3CHCO2H(9)(9)МеСНСО2НNMe2МеСНСО2НNMe2H2SO,-SO3 (65%)H2SO,-SO3 (65%)SO3HMe—C—CO2HNMe2SO3HMe—C—CO2HNMe2(10)(10)
SO3 Ме(СН2)14СО2Н г,—Me
SO3 Ме(СН2)14СО2Н г,—Me
SO3Na
(CH2),3CHCO2H
SO3Na
(CH2),3CHCO2H
(9)
(9)
МеСНСО2Н
NMe2
МеСНСО2Н
NMe2
H2SO,-SO3 (65%)
H2SO,-SO3 (65%)
SO3H
Me—C—CO2H
NMe2
SO3H
Me—C—CO2H
NMe2
(10)
(10)
Алкены сульфируются легко. В реакциях с серной кислотой образуются в основном сульфаты, а не сульфонаты. При сульфировании триоксидом серы получается смесь сульфокислоты и сультона (уравнение 11 [И]; см. разд. 11.19.3). При сульфировании олефинов возможна изомеризация, поэтому следует критически относиться к результатам, полученным до начала использования спектроскопии ЯМР для установления строения химических соединений. Например, считали, что из 2-метилпропена и триоксида серы образуется соединение (10), а на самом деле по- ^2^°ТСЯ РаВ1ЮВССПая смесь, содержащая 15% (Ю) и 85% (11) лшп(аКПИИ иепосРелствеи,юго сульфирования проведены с раз- пями ненасыщенными соединениями, в молекуле которых
имелись функциональные группы, например с простыми эфирами ангидридами, кислотами и сложными эфирами [2, 9].
so3СИ2С12so3СИ2С12MeSO2 + Me2C=CCH2SO3HMeSO2 + Me2C=CCH2SO3H(П)(П)Ме2СНС=СН2Ме2СНС=СН2Me HO3scH2i=CHSO3H (10)Me HO3scH2i=CHSO3H (10)(13)(13)Me
so3
СИ2С12
so3
СИ2С12
Me
SO2 + Me2C=CCH2SO3H
Me
SO2 + Me2C=CCH2SO3H
(П)
(П)
Ме2СНС=СН2
Ме2СНС=СН2
Me HO3scH2i=CHSO3H (10)
Me HO3scH2i=CHSO3H (10)
(13)
(13)
(HO)2CHCH(SO3H)2(12)(HO)2CHCH(SO3H)2(12)HCCH2SO3H(15)HCCH2SO3H(15)CH2=C(CH2SO3H)2(11)
(HO)2CHCH(SO3H)2
(12)
(HO)2CHCH(SO3H)2
(12)
HCCH2SO3H
(15)
HCCH2SO3H
(15)
HC=CSO3H
(14)
Алкины также можно сульфировать. Однако трудно вывести какие-либо общие закономерности этих реакций, поскольку их результаты в очень сильной степени зависят от условий проведения реакций [2, 9]. Например, в реакции ацетилена (1 моль) с триоксидом серы (4 моль) в диоксиде серы образуется гидрат ацетальдегиддисульфокислоты (12). Предполагают, что в качестве интермедиата этой реакции образуется соединение (13). При сульфировании ацетилена комплексом диоксан — триоксид серы получают соединения (14) и (15).
Детально изучено прямое сульфирование ароматических соединений соединениями серы(VI). Периодически появляются обзоры, посвященные изучению механизма этих реакций и их применению в синтезе [7, 13]; результаты выполненных ранее препаративных работ можно найти в обзорных статьях [3, 8, 9]. Для сульфирования ароматических субстратов с умеренной реакционной способностью, например бензола, нафталина или их производных, обычно используют концентрированную серную кислоту или олеум. Комплексы триоксида серы обычно не реагируют с этими соединениями, но эти комплексы используют для сульфирования более реакционноспособных веществ, например фенола, фурана, тиофена и их производных.
В наиболее упрощенном виде электрофильное сульфирование ароматических углеводородов происходит путем образования интермедиата, в котором атом серы электрофила присоединен к углеродному атому ароматического кольца. Далее из этого интермедиата отщепляется катионная частица, обычно протон (уравнение 12). По-видимому, существуют различные модификации такого механизма. Не всегда ясна природа реагирующего электрофила^. В олеуме с низким содержанием триоксида серы реагирующей частицей является, по-видимому, триоксид серы, поскольку реакция имеет первый порядок относительно триоксида серы. При 512
увеличении коН^превращением ^лектро-
ближается кд) •" участием второй молекулы триок-
Ф"Ла ^ы'нТотад^определяющей скорость
С1,Да д гп] Наличие изотопного эффекта (Y — D и Н) доказы ваеТчто при использовании олеума в качестве сульфирующего агента скоростьопределяющей стадией является отщепление протона (уравнение 12). Отсутствие изотопного эффекта при использовании триоксида серы подтверждает, что в этом случае скорость пооцесса определяет первая стадия [9]. Поскольку реакция суль- (Ьиповання обратима, то соотношение изомеров для замещенных бензолов может сильно изменяться в зависимости от времени и температуры При сульфировании толуола концентрированной серной кислотой образуются о-, м- и и-толуолсульфокислоты, со- смеси при 0 °C составляет соответственно и 73% при 100 °C [3]. Влияние этих и других
держание которых в 45, 3 и 52% 17, Ю переменных величин обзорах [3, 9].держание которых в 45, 3 и 52% 17, Ю переменных величин обзорах [3, 9].(12)(12)на соотношение изомеров рассмотрено в
держание которых в 45, 3 и 52% 17, Ю переменных величин обзорах [3, 9].
держание которых в 45, 3 и 52% 17, Ю переменных величин обзорах [3, 9].
(12)
(12)
Детально изучено влияние заместителей в ароматическом кольце на направление сульфирования. Обычно в замещенных бензолах имеющаяся группа направляет замещение в орто- или пара- или в лшга-положение, причем орто-пара-ориентанты активируют, а жета-ориентанты дезактивируют кольцо. Исключение из этого правила составляют галогены, они дезактивируют кольцо, но направляют замещение в орто- или пара-положение. орто-пара- Ориеитантами служат алкильные, алкоксильные, гидроксильные и алкилтиогруппы и галогены. Нитро-, сульфонильная, карбонильная, трифторметильная и аммониевая группы направляют замещение в лгета-положение. Для аминогруппы свойственна двойственная направляющая способность, поскольку комплексообразование по азоту превращает свободную орто-пара-ориентирующую активирующую аминогруппу в жега-ориентирующую дезактивирующую аммониевую группу. По этой причине при сульфировании анилина олеумом количество лшта-продукта возрастает при увеличении содержания триоксида серы [3].
При сульфировании возможно образование сульфона. Так, в реакции бензола с триокендом серы в паровой фазе содержа- ие фенилсульфона составляет 50%, а в хлороформе только 2% ^^ироваиие хлорсульфоновой кислотой приводит к арен- избытТуТ^ ХЛ°Р”СТОМУ водороду, НО при использовании н серная кислота Ь^|"'ОВОИ кислоты образуются сульфонплхлорпд комплекс™' ry-y-'l'^pycccn легче бензола. Пр,, сульфировании
•И триоксида серы или серной кислотой при 40 °C
17 Заи. 497
получается главным образом Нафталпи-1-сульфокислота— про^у^ кинетического контроля. При более высоких температурах (160 °C, H2SO4) образуется продукт термодинамического контроля — нафталин-2-сульфокпслота [3, 9]. Детально изучено также полнсульфнрованне и сульфирование различных гетероциклических соединений [3,9].
серы происходит не только по связям по другим связям (уравнения 13 [14]серы происходит не только по связям по другим связям (уравнения 13 [14]SO3, диоксан> MeOCH2C=CSO3SiMe3SO3, ссц> MeSO2ORe(CO)5SO3, диоксан> MeOCH2C=CSO3SiMe3SO3, ссц> MeSO2ORe(CO)5(13)(14)(13)(14)Внедрение триоксида углерод—водород, но п и 14 [15]).
серы происходит не только по связям по другим связям (уравнения 13 [14]
серы происходит не только по связям по другим связям (уравнения 13 [14]
SO3, диоксан
> MeOCH2C=CSO3SiMe3
SO3, ссц
> MeSO2ORe(CO)5
SO3, диоксан
> MeOCH2C=CSO3SiMe3
SO3, ссц
> MeSO2ORe(CO)5
(13)
(14)
(13)
(14)
MeOCH2C=CSiMe3
MeRe(CO)6
Сульфоокисление (см. уравнение 5) [2, 7, 9] и сульфохлорирование (см. уравнение 6) [9, 35] происходят по свободнорадикальному механизму и используются для получения сульфокислот из алканов. При сульфохлорировании сначала образуются суль- фонилхлориды, которые затем гидролизуются в кислоты. Из алканов с большой молекулярной массой образуются смеси продуктов; эти процессы используют главным образом в промышленности.
В сульфит-ионе атом серы является нуклеофильным центром, поэтому этот реагент находит широкое применение для синтеза сульфокислот с помощью реакций нуклеофильного замещения и присоединения к кратным связям. Алкилгалогениды и эпоксиды легко реагируют с сульфит-ионом (уравнения 15 [2] и 16 [16]). В этих реакциях в качестве нуклеофила выступает сульфпт-ион, а не бисульфит-ион, даже в тех условиях, когда бисульфит преобладает [9, 17]. Обычные пространственные ограничения для реакций типа SN2 действуют и в этих превращениях; эти реакции не удается провести при попытке замещения у третичного атома углерода: вместо реакции замещения происходит элиминирование. Однако с трифенилметанолом и аналогичными соединениями, из которых образуются карбокатионы, не способные к элиминированию, получаются сульфонаты [9]. Сульфиты выступают также в качестве нуклеофилов и в реакциях замещения с активированными ароматическими субстратами, например при замещении фторид-иона в 2,4-динитрофторбензоле [9].
н-С6Н13—НС СН2н-С6Н13—НС СН2СО
н-С6Н13—НС СН2
н-С6Н13—НС СН2
,NCH2CH2CH2BrСО о,NCH2CH2CH2BrСО о(15)(15)Na2SO3
,NCH2CH2CH2Br
СО о
,NCH2CH2CH2Br
СО о
(15)
(15)
> H2NCH2CH2CH2SO3Na
он
NaHSO3|
> H-C6H13CHCH2SO3Na
Алкены и алкины присоединяют сульфпт-ион с образованием Сульфоновых кислот в присутствии инициаторов свободнорадикаль-
них реакций (уравнение 17). С активированными субстратами происходят реакции типа присоединения по Михаэлю (уравнение 18) [2, 9]. Различные фенолы, анилины и хиноны реагируют с сульфит-ионом с образованием сульфокислот (уравнения 19, 20). В этих случаях, по-видимому, происходят реакции присоединения по Михаэлю к хиноидным формам исходных веществ. Так, например, для реакции с я-фенилендиамином (16) необходимо присутствие окислителя, который, по-видимому, превращает его в хинондиимин (17), который и реагирует с сульфит-ионом (уравнение 19). Соединение (19), являющееся таутомерной формой (18) имеет хиноидную структуру и поэтому для реакции (18) не нужно присутствие окислителя (уравнение 20). Аналогично ведет себя 1,3,5-тринитробензол, из него образуются комплексы (20) и (21); последний представляет собой смесь цис- и транс-изоме- ров [7].
(17)(17)NaHSO3 h-C6Hi3CH=CH2H-C6Hi3CH2CH2SO3Na
(17)
(17)
NaHSO3
CH2=CHNO2> NaO3SCH2CH2NO2(18)
(16)(16)Na2SO3, K2Cr2O7Na2SO3, K2Cr2O7NHNH(17)(17)(19)(19)
(16)
(16)
Na2SO3, K2Cr2O7
Na2SO3, K2Cr2O7
NH
NH
(17)
(17)
(19)
(19)
В ютсяВ ются
В ются
В ются
сУЛЬфит-И()П17*сУЛЬфит-И()П17*реакциях сульфпт-иона с альдегидами п кетонами образу- а-гндроксисульфоиаты (22). На положение равновесия этих обратимых реакций существенное, хотя, по-видимому, не исключительное, влияние оказывают пространственные препятствия [9]. На основании изучения механизма реакции предположено, что выступает в качестве нуклеофила [18,19].
сУЛЬфит-И()П
17*
сУЛЬфит-И()П
17*
ИОНОМ обоя-[20].ИОНОМ обоя-[20].При взаимодействии альдегидов с аминами и сульфит- зуются а-аминосульфонаты типа (23) (уравнение 21)
ИОНОМ обоя-[20].
ИОНОМ обоя-[20].
RR‘CSO3Na(22)RR‘CSO3Na(22)NR‘R=IRCHSO3Na(23)NH2
RR‘CSO3Na
(22)
RR‘CSO3Na
(22)
Na2SO3, NH3I
PhCH2CHO> PhCH2CHSO3Na
Сульфит-ион присоединяется к различным пуринам, пиримидинам и, следовательно, к нуклеиновым кислотам [7]. Из урацила получается сульфонат (24); это же соединение образуется из цитозина после гидролиза интермедиата (25). Поскольку под действием основания из (24) регенерируется урацил, то таким путем может происходить процесс превращения цитозина в урацил под действием сульфит-иона, в связи с чем возникает вопрос относительно влияния этого иона на нуклеиновые кислоты [22]. Аналогично ведет себя 2-ампнопурин, из него образуется (26) [22].
ОМН2'OsSОМН2'OsSННн(24)(25)(26)ННн(24)(25)(26)
ОМН2'OsS
ОМН2'OsS
ННн
(24)(25)(26)
ННн
(24)(25)(26)
Многие функциональные группы, содержащие S11 и S!V, мож-
но окислить в соответствующие сульфокислоты. К таким соединениям относятся тиолы, дисульфиды, тиоэфиры, сульфиды, ксантогенаты, тиоцианаты, тиосульфаты и сульфиновые кислоты [2, 3, 9]. В качестве окислителей использовали азотную кислоту, оксиды азота, пероксид водорода, пероксикислоты, перманганат, озон и кислород. Некоторые примеры использования этого мето-
[26] и[26] ида для синтеза сульфокислот с прекрасным выходом дены ниже (уравнения 22 [23], 23 [24], 24 [25], 25 26 [27]),
[26] и
[26] и
n-MeC6H4SHn-MeC6H4SH(o-H2NC6H4S)2(o-H2NC6H4S)2КОН, О2, ДМФ--> и-МеС6Н450зНН2О9, H2SO4---^ o-H2NC6H4SO3HКОН, О2, ДМФ--> и-МеС6Н450зНН2О9, H2SO4---^ o-H2NC6H4SO3H(22)(22)(23)(23)
n-MeC6H4SH
n-MeC6H4SH
(o-H2NC6H4S)2
(o-H2NC6H4S)2
КОН, О2, ДМФ
--> и-МеС6Н450зН
Н2О9, H2SO4
---^ o-H2NC6H4SO3H
КОН, О2, ДМФ
--> и-МеС6Н450зН
Н2О9, H2SO4
---^ o-H2NC6H4SO3H
(22)
(22)
(23)
(23)
(24)(24)KHSOs, KHSO4, K2SO4h-C12H25SH —> W-C12H25SO3H
(24)
(24)
AcSHH2o2, HOAc„
н-С14Н29СН=СНа > h-C16H33SAc * я-С16Н33ЬО3н
изо-Рг оизо-Рг оSCNMe2SCNMe2Рг-изоРг-изоН2О2. НСО2НН2О2. НСО2Низо-Ргизо-РгSO3\aSO3\aCO2EtCO2Et(26;(26;
изо-Рг о
изо-Рг о
SCNMe2
SCNMe2
Рг-изо
Рг-изо
Н2О2. НСО2Н
Н2О2. НСО2Н
изо-Рг
изо-Рг
SO3\a
SO3\a
CO2Et
CO2Et
(26;
(26;
(27)(27)HOCH2SO3Na, NaOH|
(27)
(27)
MeCOCH2CO2Et -> MeCOCHCH2SO3Na
Известно большое число примеров реакций сульфоалкилирова- нпя [9]. Было проведено, например, сульфометилирование с использованием натриевой соли а-гидроксиметансульфокислоты (уравнение 27; см. также уравнение 7). Большая часть реакций сульфоалкилпрования проводилась для аминов (см. уравнение 21) и других азотсодержащих соединений.
11.19.1.3. Реакции сульфоновых кислот
Реакции сульфокислот обычно классифицируют по типу разрывающейся связи: кислород—водород, сера—кислород или углерод—сера.
Как отмечалось, сульфокислоты являются сильными кислотами. Обычно соли сульфокислот термически очень стабильны, однако в ряду ароматических производных возможно расщепление связи углерод—сера (см. ниже). Трифторметансульфонаты предложено использовать в качестве взрывобезопасной замены пер- хлорат-иона [4]. Для этой цели часто использовали и другие сульфонаты. Сульфокислоты присоединяются к кратным связям, но при этом часто получаются полимеры [2, 4]. Эти реакции были успешно осуществлены в случае ацетиленов [28], алленов [28] и кетенов [29] (уравнения 28, 29). Получение ангидридов сульфокислот и их эфиров, формально образующихся за счет разрыва связи кислород—водород, рассмотрены соответственно в разд. 11.19.3 и 11.19.5.
Me
CF3SO3HICF3SO3H
МеС=СН > CH2=COSO2CF3 ч СН2=С=СН8 (28)
О
/\MeSO3HII /\
<)=С=О > MeSO2OC—()(29)
Синтезы сульфонилхлоридов (см. разд. 11.19.2) и образование сульфонов при сульфировании ароматических соединений являются наиболее важными реакциями сульфокислот, происходящими разрывом связи сера—кислород. Хотя в этих процессах возмож- нуклеофильная атака на атом серы хлорнд-ионом или арома-
эпирским субстратом, а сульфонильный кислород, координирован- ™сэлек^рофмом, выступает в качестве уходящей группы, тем не менее можно предположить, что разрыв связи сера-кнслород происходит раньше образования каком-либо связи с серой, V скольку известны сульфоиил-катноны (уравнение 30) [30].
ООn-MeCeHtSn-MeCeHtSсю;сю;C6H5OEt>•C6H5OEt>•ОII/г-МеСбН^СеНЮЕЬ/гОII/г-МеСбН^СеНЮЕЬ/г(30)(30)
О
О
n-MeCeHtS
n-MeCeHtS
сю;
сю;
C6H5OEt>•
C6H5OEt>•
О
II/г-МеСбН^СеНЮЕЬ/г
О
II/г-МеСбН^СеНЮЕЬ/г
(30)
(30)
Замещение сульфогруппы [2, 3, 9] у атома углерода является обычной реакцией в ряду аренсульфокислот, но оно происходит с большим Трудом в случае алкансульфонатов, хотя и есть примеры таких реакций. При нагревании а-сульфопальмитиновой кис- лоты (27) в водном растворе основания выделяется диоксид углерода, но та же кислота в о-дихлорбензоле отщепляет триоксид серы [31]. Десульфуризация ароматических сульфонатов (процесс, обратный приведенному в уравнении 12) обычно легко происходит в минеральной кислоте, поэтому сульфогруппу можно использовать в качестве защитной группы (уравнение 31) [3, 9]. Замена сульфогруппы в соответствующих системах может происходить под действием не только протона, но и других электрофилов, например хлора и брома [32]. Так, при прибавлении брома к водному раствору мезитилендисульфоната калия образуется диброммезитилен. Однако при сплавлении аренсульфонатов с щелочами получаются фенолы [3].
1. HCI, Н2О2 >.2. H2SO41. HCI, Н2О2 >.2. H2SO4(31)(31)
1. HCI, Н2О2 >.
2. H2SO4
1. HCI, Н2О2 >.
2. H2SO4
(31)
(31)
SO3Hн-СнН29СНСО2Н(27)SO3Hн-СнН29СНСО2Н(27)СО2Ви-трет
SO3Hн-СнН29СНСО2Н(27)
SO3Hн-СнН29СНСО2Н(27)
H-C6H13COCH2SO3Na H-C6Hi3CHSO3Na (28)(29)
Восстановительное удаление сульфогруппы в случае некоторых ароматических соединений происходит под действием амальгамы натрия, но обычно эта группа устойчива к восстановлению. топ (28) восстанавливался в спирт водородом в присутствии ни ^енея’ а эфир (29) был восстановлен в спирт алюмогидр^ ЛИТИя [16, 33]. Поскольку сера(VI) является наиболее ст cvnwtbM 0КпслепнЬ1м состоянием серы, то следует считать, мчит?ОгР^ппа не способна к дальнейшему окислению, если шагь образования сульфонилпероксидов [3].
СУЛЬФОНИЛГАЛОГЕНИДЫ
Свойства сульфонилгалогенидов
Сульфонилгалогениды имеют общую формулу RS(O)2X, где X — галоген. Наиболее распространены хлориды, но известно большое число фторидов, а также бромиды и подиды. Такое распространение соответствует их термической стабильности; фториды и хлориды весьма стабильны, а бромиды и иодиды значительно менее стабильны. Многие производные сульфокислот часто получают из сульфонилхлоридов. Основное их использование в синтезе основано на замене хлора какой-либо группой. Хлориды и фториды обычно медленно гидролизуются в воде и кислоте, так что фториды можно перегонять с паром, однако в водных растворах оснований быстро образуются сульфонаты. Периодически появляются обзоры по механизмам замещения у атома серы(У1), включая и замещение в сульфонилгалогенидах [34].
Методы получения сульфонилгалогенидов
Ссылки на многие синтезы сульфонилгалогенидов можно найти в обзорных статьях [2, 7, 8, 35, 36], а дополнительные примеры — в указателе Гильберта [9]. Ниже рассмотрены основные методы синтеза сульфонилхлоридов, а также препаративные методы получения фторидов, бромидов и иодидов.
Наиболее часто для получения сульфонилхлоридов используют взаимодействие сульфокислоты или ее соли с пентахлоридом фосфора [2, 36]. Для превращения перфторированных сульфонатов в сульфоннлхлориды используют смесь пентахлорида фосфора с хлоридом цинка, поскольку под действием одного PCU образуется ангидрид сульфокислоты [37]. В некоторых случаях при взаимодействии с тионилхлоридом образуются ангидриды, но часто использование этого реагента дает хорошие результаты Хлорсульфоновая кислота сульфирует ароматические соединения, однако при избытке ее первоначально образующаяся сульфокислота превращается в сульфопилхлорид.
отщепляет атом водорода от места плотностью (уравнение 32) [39]. шрают также пространственныеотщепляет атом водорода от места плотностью (уравнение 32) [39]. шрают также пространственныеВажное значение в промышленности имеет процесс сульфо- хлорирования — свободнорадикальное введение группы SO2C1 под действием диоксида серы и хлора (см. уравнение 6) [9, 35] слУчаях’ Ro^a ограничена возможность образования изо- Относ’итеп°Г метОл с успехом используется и в лаборатории, алкав™ скорости реакции сульфохлорировання в ряду пии y ИЗме11яются аналогично изменению их скоростей в реак- Гй aZ'Sr 1381 У3" " СЛСЛ0,!™ ож“лать электрофпль- ""=»= сульЙло^^ ПеРВу'° СТаЛИ'° иСШЮГ0 меха" с наибольшей электронной
отщепляет атом водорода от места плотностью (уравнение 32) [39]. шрают также пространственные
отщепляет атом водорода от места плотностью (уравнение 32) [39]. шрают также пространственные
ЗЖную роль но-видимому,
факторы, однако продукты сульфохлорпрования по третичномуатому углерода не образуются (уравнение 33) [9, 40].1
SO2, С12Ei Cl * C1CH2CH2SO2C1(32)
so2. ci2
ClCH2CH2CHMe2 > ClCH2CH2CHMeCH2SO2Cl (33)
Алкан- и аренсульфонилхлориды образуются в реакции реактивов Гриньяра с сульфурилхлоридом [2, 8, 9, 36], но при этом в реакционной смеси должен отсутствовать бромид-ион, иначе образуются сульфонилбромиды (уравнение 34) [41]. Как уже упоминалось (см. разд. 11.18.1.2), диоксид серы реагирует с различными металлорганическими реагентами с образованием солей сульфиновых кислот. Обработка этих солей хлором или бромом дает соответствующие сульфонилгалогениды. Пример синтеза третичного алкансульфонилхлорида [8] приведен в уравнении 35.
so2, ci2
PhCH2MgCl ♦- PhCH2SO2Cl(34)
so2so2, ci2
Tper-BuMgCl > rper-BuSOiaMgCl > трет-ВиЗОгС! (35)
При хлорировании различных производных двух- и четырехва- л^нтной серы (тиолов, сульфидов, дисульфидов, ксантогенатов, изотиоцианатов, тиосульфатов, изотиурониевых солей, сульфиновых кислот и их производных) в водных растворителях образуются сульфонилхлориды [2, 8, 9, 36, 42]. Так, при хлорировании легкодоступных алкилбензилсульфидов с прекрасным выходом [43] образуются сульфонилхлориды (уравнение 36).
■С12, НОАс, Н2О
H-BuSCH2Ph > h-BuSO2C1(36)
При обработке диазониевых солей диоксидом серы и солями меди(II) образуются аренсульфонилхлориды с умеренными выходами (уравнение 37) [8, 9, 36].
1. NaNO2, НС1— 1■ У2. SO2, CuCl21. NaNO2, НС1— 1■ У2. SO2, CuCl2(37)(37)
1. NaNO2, НС1
— 1■ У
2. SO2, CuCl2
1. NaNO2, НС1
— 1■ У
2. SO2, CuCl2
(37)
(37)
Алкан- и аренсульфонилфториды получаются при обработке соответствующих сульфонилхлоридов фторид-ионом [2, 36] (уравнение 38) [44]. Аренсульфонилфториды можно получить также фторсульфированием ароматических соединений фторсульфоновои кислотой (см. уравнение 3), обработкой соли сульфоновой кисло ты или сульфонплхлорида этим же реагентом или диазотирова нием сульфонамида в безводном фтористом водороде [36]. Неко торые пуриновые тиолы были превращены в сульфонилфтори
ы действием хлора и фторид-пона (уравнение 39) [45].
F", MeCN n-BrCeH4SO2Cl > <i-BrC6H4SO2F(38)
SHso2f■
| N] N
NaBr, NaBrO3 n-MeC6H4SO2NHNH2 "> n-MeC6H4SO2Br(40)
H2O, EtOH n-MeC6H4SO2Na -> n-MeC6H4SO2I(41)
При обработке сульфокислот пентабромидом фосфора образуется сульфонилбромид и соответствующий дисульфид [2, 36]. Сульфонилбромиды получаются из сульфинатов (см. уравнение 35) [8,36] и из тиолов [36] при использовании методов окисления. По-видимому, перспективными исходными соединениями являются сульфонилгидразиды, из них с очень хорошими выходами получаются сульфонилбромиды (уравнение 40) [8, 46]. Сульфонил- иодиды получают из сульфонилгидразидов или из солей сульфн- новых кислот (уравнение 41) [8, 9, 36, 47].
Реакции сульфонилгалогенидов
Наиболее характерная реакция сульфонилхлоридов — замена атома хлора другой группой. Кислород- и азотсодержащие производные сульфокислот, рассматриваемые в следующих разделах, могут быть получены этой общей реакцией. Обычно эти реакции протекают путем нуклеофильного замещения у атома серы, однако некоторые реакции, обычно катализируемые триэтиламином, происходят с участием высокореакционноспособных интермедиатов R2C=SO2 [7,34] (уравнения 42 [48] и 43 [49]).
Et3NEtOH
MeSO2Cl >- CH2=SO2 >- MeSO2OEt(42)
СГ
R3N+R'OH
CH2=CHSO2C1 >• R3NCH2CH=SO2 *- CH2=CHSO2OR' (43)
Хлор может также замещаться углеродом. Сульфонилхлориды в присутствии катализаторов реакции Фриделя — Крафтса могут сульфировать ароматические соединения [2, 50] (уравнение 44) [51], но если в этой реакции при отщеплении диоксида серы из сульфонилгалогенида может образоваться стабильный карбокатион, то вместо сульфирования происходит алкилирование (уравнение 45) [52]. Описано катализируемое солями меди присоединение аренсульфонилгалогенидов к некоторым ацетиленам; при этом образуются стереоизомерные р-хлорвшшлсульфоиы (уравнение 46) [53]. Можно было ожидать, что при обработке сульфонилхлоридов реактивами Гриньяра и другими металлорга-
нпческими реагентами будут образовываться сульфоны. Но на самом деле часто происходит замещение по атому хлора, так что для синтеза эти реакции не представляют интереса [36, 54].
СвН6, А1С13
MeSO2Cl > PhSO2Me,,м
СвНе, А1С1зPhCH2SO2Cl > PhCH2Ph(45)
Ph Phn-MeCeH4SO2Cl, CuCl2||
PhC=CPh Et3NHCi, MeCN «-MeC6H4SO2C=CCl (45)
Восстановление сульфонилхлоридов в тиолы и сульфиновые кислоты обсуждалось в предыдущих разделах. Под действием трибромида фосфора образуются дисульфиды, чем и обусловлены низкие выходы сульфонилбромидов при обработке сульфокислот этим реагентом. .
Свойства сульфонилфторидов аналогичны свойствам хлоридов, но они, как уже упоминалось ранее, более устойчивы к гидролизу; изучен механизм этого процесса [55]. Устойчивость сульфонилфторидов к гидролизу можно проиллюстрировать на примере получения сульфонилфторида (32) восстановлением и, соответственно, кислотным гидролизом сульфонилфторидов (30) и (31), полученных обработкой хлоридов фторидом калия. Взаимодействие (32) с p-оксоэфиром приводит к (33), который легко гидролизуется в соответствующую сульфокислоту при нагревании с основанием [56]. Для фторидов более успешно проходит нуклеофильное замещение по атому серы (уравнение 47). По-видимому, из первоначально образующегося ц-толилэтилсульфона возникает карбанион, который затем реагирует с сульфонилфторидом [57].
SO2Fso2fso2fso2fSO2Fso2fso2fso2f(30)(31)(32)(33)(30)(31)(32)(33)EtMgBr n-MeC6H4SO2F > (n-MeC6H4SO2)2CHMeEtMgBr n-MeC6H4SO2F > (n-MeC6H4SO2)2CHMe
SO2Fso2fso2fso2f
SO2Fso2fso2fso2f
(30)(31)(32)(33)
(30)(31)(32)(33)
EtMgBr n-MeC6H4SO2F > (n-MeC6H4SO2)2CHMe
EtMgBr n-MeC6H4SO2F > (n-MeC6H4SO2)2CHMe
Реакции сульфонилиодидов протекают главным образом по свободнорадикальному механизму с участием электрофильног радикала RSO2, образующегося путем гомолитического разрыв3 связи сера—иод. Наблюдалось присоединение к ацетиленам алленам [47], алкенам [47] и ароматическим углеводородам В некоторых реакциях происходит нуклеофильная атака на иод J-
ЭФИРЫ СУЛЬФОНОВЫХ кислот
Свойства эфиров сульфоновых кислот
Эфиры сульфокислот имеют формулу RS(O)2OR'. Синтезировано огромное число эфиров сульфокислот. В зависимости от природы заместителей R и R* их термическая стабильность изменяется в широких пределах: от устойчивых при длительном хранении до нестабильных при комнатной температуре. Они на- хотят применение главным образом в реакциях замещения и элиминирования, в которых сульфонат-анион RSO' выступает в качестве уходящей группы. В тех случаях, когда R1=aлкил, эфиры легко гидролизуются, при R1=apил гидролиз происходит значительно медленнее.
Методы получения эфировсульфоновых кислот
лее часто используют смесь /г-толуолсульфонилхлорида дина, с" — •лее часто используют смесь /г-толуолсульфонилхлорида дина, с" — •Эфиры сульфокислот обычно получают взаимодействием спирта, сульфонилхлорида и основания (уравнение 48) [2, 59]. Эту реакцию проводят при комнатной или более низкой температуре для уменьшения побочных реакций, в которых образуются алкены, простые эфиры и алкилхлориды (при R’ = алкил). Этим методом из первичных спиртов и фенолов эфиры получаются с хорошими выходами. Вторичные спирты реагируют значительно медленнее первичных, и стабильность образующихся сульфонатов существенно меньше. По этой причине, например, можно получить первичный тозилат из (34) без примеси эфира, образующегося из вторичной спиртовой группы [60]. Из третичных спиртов получаются алкены и другие побочные продукты, поскольку образующиеся сульфонаты нестабильны в условиях реакции. Такие эфиры получают другими методами. Для получения сульфонатов наибо-
лее часто используют смесь /г-толуолсульфонилхлорида дина, с" — •
лее часто используют смесь /г-толуолсульфонилхлорида дина, с" — •
IIIIкак (35),как (35),. . пири- одпако для получения эфиров из лабильных спиртов, таких, , рекомендуют применять метансульфонилхлорид и три- этиламин [61]. Другой путь получения эфиров из таких спиртов основан на их первоначальном превращении в триметилсилильные эфиры (36) с последующей обработкой бензолсульфонилфто- и фторид-иопом [62]. Производные N-сульфонилимидазола, иолуч.аемые из сульфонилхлорида реакцией с имидазолом или лом ,модеиствии, сульфокислоты с М^'-карбонплдиимндазо- Xи ^Г СуЛ"фо"а1ь’ "Р" обработке „х спиртам!, в првсут- стан” .Ье ДД ' Z"X кш"™‘стп основания [63]. При взанмодей- КИМ видовомZ таллия с "'Толуолсульфоншхлорпдом с высо- выходом получаются тозилаты [64].
II
II
как (35),
как (35),
_основание
(48)(48)RSO3C1 + R'OH >- RSOjOR1
(48)
(48)
он
трет-В u CH С=СП
35)
СН2—CHCHoOSiMeg
(36)
Сульфоновые кислоты и их соли можно непосредственно превратить в эфиры [2, 59]. При взаимодействии с диазометаном образуются метиловые эфиры, а с диазокетонами — р-оксосульфопа- ты [59]. Алкиловые эфиры можно также синтезировать из алкил- хлорформиатов (уравнение 49) [65], из простых алкиловых эфиров (уравнение 50) [66] или алкилированием солей сульфоновых кислот [2, 59] (уравнения 51 [67] и 52 [68]). В некоторых случаях эфиры образуются при присоединении сульфокислот к алкенам, алкинам [28], кетенам [29] и эпоксидам [59] (уравнения 28, 29 и 53) [69], а также при окислении эфиров сульфиновых кислот (см. разд. 11.18.4.3) и при перегруппировке алкилсульфитов [1, 2]. лцНитробензолсульфонилпероксид реагирует с ароматическими соединениями, например с бензолом, с образованием арил- сульфонатов [70].
MeSO3H + ClCO2Et —> MeSO2OEt(49)
"(h-Bu)2O
n-MeC6H4SO3H> w-BuOSO2C6H4Me-«(50)
MeSO2OAg2,4,6-Cl3C6H2OCH2Cl> 2,4,6-Cl3C6H2OCH2OSO2Me (51)
CBrCI3(CF3SO2O)2Hg > CP3SO2OCC13(52)
HgO
PhSO3H + CH=CH >- PhSO2OC№=CH2(53)
Винилсульфонаты (37) легко получаются в реакциях алкоксидов с р-хлорэтансульфонилхлоридом (38). Эти эфиры легко вступают в реакции присоединения с различными нуклеофилами (спиртами, фенолами, тиолами, сульфпновыми кислотами, суль- фит-ионом, аминами, карбанионами и другими) с образованием соединений с общей формулой (39) [1, 71].
CH2=CHSO2ORC1CH2CH2SO2C1NuCH2CH2SO2OR
(37)(38)(39)
Сультоны представляют собой циклические сульфонаты; пре вращения этих соединений описаны в обзорах [72, 73]. Четырехчленные сультоны, или р-сультоны, (40) часто образуются в ре-
акции триоксида серы с фторированными олефинами [74]. Суль- тоиы могут образоваться также при взаимодействии алкенов и диенов с комплексом триоксида серы и диоксана. Из 2,3,3-триме- тилбутена получается сультон (41). а из 2,3-диметилбутадиена- 1,3—(42) [75]. Сультоны могут быть получены термической циклизацией сульфокислот [40], например (43)—>-(44) [76], или окислением сультинов (циклических эфиров сульфииовых кислот) (см. разд. 11.18.4.3) [77].
OEt
о(41)о(41)x /SO2 О(42)x /SO2 О(42)(44)(44)F3C—С—CF2
о
(41)
о
(41)
x /SO2 О
(42)
x /SO2 О
(42)
(44)
(44)
О—SO2
HOCH2CH2CH2SO3HHOCH2CH2CH2SO3H(40)
HOCH2CH2CH2SO3H
HOCH2CH2CH2SO3H
(43)
Реакции эфиров сульфоновых кислот '
В большинстве реакций этих эфиров сульфонат-анион выступает в качестве уходящей группы [2, 59, 78], т. е. эти реакции представляют собой процессы замещения и (или) элиминирования и протекают по механизму S<$l/E2 или Sn1/£T. Значительно реже реакции происходят с расщеплением связи сера—кислород или сера—углерод. Синтетическая ценность алкилсульфонатов состоит в том, что они превращают гидроксильную группу спиртов в уходящую группу. Их часто используют в качестве алкилирующих агентов. Свойства алкилсульфонатов напоминают свойства алкилбромидов и -хлоридов, однако имеются и существенные различия. По-видимому, в, случае алкилбромидов в отличие от тозилатов преобладают реакции элиминирования, а не замещения [79]. Например, при обработке н-октадецилбромида трет-бутоксидом калия образуется 85% продукта элиминирования и 12% продукта замещения; с соответствующим тозилатом получен только 1% продукта элиминирования и 99% продукта замещения. Реакционная способность сульфоновых эфиров изменяется в очень широких пределах. Особенно хорошей уходящей группой является трифторметансульфонатная, или трифлатная, группа [4]. Так, в соединении (45) она может быть замещена хлором, бромом, иодом, азидо-, арилтио- или тиоцианатогруппой в диметилформ- амиде, в то время как нефторированные сульфонаты в эти реакции не вступают [80]. Скорость сольволиза трпфторметансульфо- натов (даже первичных) на несколько порядков выше, чем для тозилатов; ацетолиз трифлата (46) происходит более чем в Ю4 раз быстрее ацетолиза тозилата (47) [4]. о-Нитробензолсуль- фонатная группа также является лучшей уходящей группой по
Сравнению с тозилатом, который в свою очередь является лучшей уходящей группой, чем метансульфонатпая, или мезилатная группа [81]. В настоящее время стали широко изучаться винил- катиопы (48), поскольку они могут возникать при сольволизе ви- нплтрифлатов (49). Арил-катионы не могут быть получены таким путем; при сольволизе трифлата (50) образуется фенол, не содержащий 18О из водного этанола. В этой реакции происходит исключительное расщепление связи сера—кислород [82].
n-MeC6H4SO2CH2OSO2CF3 MeOSO2CF3n-MeC6H4SO2CH2OSO2CF3 MeOSO2CF3(45)r2c=cr(48)(45)r2c=cr(48)(46)R2C=CROSO2CF3(49)(46)R2C=CROSO2CF3(49)MeOSO2C6H4Me-/z(47)PhOSO2CF3(50)MeOSO2C6H4Me-/z(47)PhOSO2CF3(50)
n-MeC6H4SO2CH2OSO2CF3 MeOSO2CF3
n-MeC6H4SO2CH2OSO2CF3 MeOSO2CF3
(45)
r2c=cr
(48)
(45)
r2c=cr
(48)
(46)
R2C=CROSO2CF3
(49)
(46)
R2C=CROSO2CF3
(49)
MeOSO2C6H4Me-/z
(47)
PhOSO2CF3
(50)
MeOSO2C6H4Me-/z
(47)
PhOSO2CF3
(50)
Метан- и л-толуолсульфонаты превращаются в бромиды и иодиды при обработке их соответствующим галогенидом магния в эфире; этим методом получены иодиды (51) и (52) из их то- зилатов [83].
ОН Г
Ме2С —СНМе
(51)
При восстановлении сульфонатов могут расщепляться связи сера—кислород или углерод—кислород. При восстановлении действием цианоборогидрида натрия NaBH3CN образуются углеводород и сульфокислота; при этом не восстанавливаются карбоксильные, сложноэфирные и амидные группы, цианогруппы, двойные связи, нитрогруппы, сульфоны, кетоны, альдегиды и эпоксиды. Так, при восстановлении (53) действием NaBD3CN в гексаметаполе, происходящем с обращением конфигурации, образуется (54) [84]. Под действием натрия и аммиака в эфире расщепляется связь сера—кислород. Из тозилатов циклогексанола и «-октанола получаются спирты с умеренными выходами без примеси олефина [85]. 1,2-Диметансульфонаты, например (55), превращаются в олефины (56) при обработке натрием и антраценом в ТГФ. Эта реакция протекает с прекрасными выходами, ио не стереоспецифично, поэтому ее лучше применять для циклических соединений, у которых возможен только один геометрический изомер. Интересно, что аналогичная реакция не происходит с п-толуол- и п-бромбензолсульфонатами [86].
—^^-ОЗОгМе/ \
PhCHCO2Me PhCHDCO2Me Г< J
OSO2Me OSO2Me
(S)-(53)(R)-(54)(55)(56)
суль-суль-Эфиры сульфоновых кислот реагируют с различными металл- ганнческими реагентами [2, 59], например с медьорганическимн соединениями (уравнения 54 [87] и 55 [88]). Если реакция по атому углерода затруднена или элиминирование происходит с трудом, то атака реагента направляется па атом серы. Показано, что такой процесс проходит с обращением конфигурации (уравнение 56) [89, 90] и может использоваться для получения фонов [59, 91].
суль-
суль-
(54)(54)(55)(55)Ме2СиЫphCOCH2CH2OSO2C6H4Me-n ———> PhCOCH2CH2Me
(54)
(54)
(55)
(55)
трет-BuMgBr, Li2CuCI4я-С8Н17О5О2СбН4Ме-н ~~ ——> я-С8Н17СМе3
18 (>18 о(56)
II . .n-MeCcH4M№rII
рнСН2»-Ь-*О-(-)-Ментил -S—>- n-MeC6H4»^S—CHoPh
16 о16^
В результате перегруппировки Фриса ариларенсульфонаты превращаются в сульфоны, но с плохим выходом [59]; при обработке эфира (57) хлоридом алюминия в нитробензоле при 150 °C получается смесь (58) и (59) [92].
n-MeC6H4SO2OPho-HOCeH4SO2C6H4Me-nra-HOC6H4SO2C6H4Me-n
(57)(58)(59)
OSO2CeH4Me-n I h-C6Hi3CHCH2C=CH(60)OSO2CeH4Me-n I h-C6Hi3CHCH2C=CH(60)h-C6Hi3CH=CHC=CH(61)h-C6Hi3CH=CHC=CH(61)
OSO2CeH4Me-n I h-C6Hi3CHCH2C=CH
(60)
OSO2CeH4Me-n I h-C6Hi3CHCH2C=CH
(60)
h-C6Hi3CH=CHC=CH
(61)
h-C6Hi3CH=CHC=CH
(61)
При действии сильных оснований на эфиры сульфоновых кислот происходят реакции 1,2-элиминирования. Так, амид натрия в жидком аммиаке превращает (60) в (61) [93], тогда как при действии 2,2,6,6-тетраметплпиперидида лития на фенилбензолсуль- фонат выделяется бензолсульфонат-анион и образуется дегидробензол [94]. В тех случаях, когда элиминирование затруднено, например у неопентиловых эфиров, возможно образование а-суль- фонилкарбанионов, которые можно алкилировать [95] или нитровать [96] (уравнение 57).
NO2
knh2, NH3 I «-BuSO2OCH2CMe3* «-PrCHSO2OCH:CMe3 (57)
OH NH2OH CH2OH (58)
n-OaNC6H4CH—CHCHjOH + <^)sO2 —► п-О2МС8Н4<1н—СНМН(СН2)35ОзН
О
Сультоны вступают в реакции, аналогичные реакциям ациклических сульфоновых эфиров. Изучен механизм их гидролиза [77, 97, 98]. Реакция сультонов с анилинами и аминами происходит по атому углерода (уравнение 58) [99]. Сультон камфена (62) частично восстанавливается алюмогидридом лития с образованием (63) и (64), который легко дегидратируется [100]. При обработке (62) бутиллитием, а затем 1-бром-3-метилбутеном-2 образуется (65). При восстановлении этого сультона гидридом алюминия и последующей дегидратации хлороксидом фосфора в пиридине образуется (66) [101].
СУЛЬФОНАМИДЫ
.19.4.1. Свойства сульфонамидов
Сульфонамиды, или амиды сульфоновых кислот, в зависимости от числа заместителей у атома азота классифицируют как незамещенные (67), моно- (68) и дизамещенные (69). Соединения (68) и (69) называют также соответственно первичными и вторичными сульфонамидами. Обычно аренсульфонамиды являются стабильными бесцветными твердыми веществами, но некоторые алкансульфонамиды представляют собой маслообразные жидкости. Многие сульфонамиды имеют промышленное значение, а производные п-аминобенлолсульфонамида широко используются в борьбе с микробными инфекциями.
rso2nh2rso2nhr*rso2nr*r2
)(68)(69)
Незамещенные и монозамещенные сульфонамиды являются слабыми кислотами. Значения рКа некоторых из них приведены ниже [102, 103]:
MeSO2MII210,8CFsSO2NHMe7,56
PhSO2MH, . ....101CF3SO2NH.> 6,33
MeSO2NHPh 8,85
ДисульфонаМ№1 - значило
рентгеноструктурнотсI анализа (PhSO2)2NH и его натриевой соли сулХиил^ный атом серы имеет тетраэдрическую геометрию а атом азота находится в состоянии зр2-гибридизации [103]. Эти свойства относятся и к N-арилсульфонамидам.
Являясь кислотами, незамещенные и монозамещенные сульфонамиды образуют соли, которые часто растворимы в основаниях. На этой растворимости основан тест Хинсберга для распознавания первичных, вторичных и третичных аминов. Первичные и вторичные (ио не третичные амины) реагируют с бензолсульфо- нилхлоридом в водном основании с образованием соответствующих сульфонамидов. Сульфонамиды, полученные из первичных аминов, растворяются в основании, а сульфонамиды на основе вторичных аминов не растворяются. Однако растворимость в основании зависит от размера молекулы амина. Беизолсульфонамн- ды, полученные из циклогекснл- и циклогептиламинов, не растворяются в 10%-ном растворе гидроксида натрия, но растворяются в 10%-ном растворе гидроксида калия [105].
Методы получения сульфонамидов
Обычно сульфонамиды получают обработкой сульфонилхлори- дов аммиаком, первичными или вторичными аминами в присутствии основания (уравнения 59, 60) [2, 106]. В качестве побочного продукта обычно образуется дисульфонамид (RSOj^NR1, особенОбычно сульфонамиды получают обработкой сульфонилхлори- дов аммиаком, первичными или вторичными аминами в присутствии основания (уравнения 59, 60) [2, 106]. В качестве побочного продукта обычно образуется дисульфонамид (RSOj^NR1, особенно в тех случаях, когда.в реакции используется недостаточное количество амина. Методы получения сульфонамидов описаны в нескольких обзорах [2, 106, 107]; периодически выходят обзоры, посвященные вопросам механизма и препаративного использования реакции [7, 34].но в тех случаях, когда.в реакции используется недостаточное количество амина. Методы получения сульфонамидов описаны в нескольких обзорах [2, 106, 107]; периодически выходят обзоры, посвященные вопросам механизма и препаративного использования реакции [7, 34].СаСОзn-MeC6H4SO2Cl + n-H2NC6H4NO2 ► «-MeC6H4SO2NHC6H4NO2-n (59)СаСОзn-MeC6H4SO2Cl + n-H2NC6H4NO2 ► «-MeC6H4SO2NHC6H4NO2-n (59)AcNHMeOAcNHMeOSO2C1SO2C1Et2NH►Et2NH►AcNHMeOAcNHMeOSO2NEt2SO2NEt2(60)(60)
Обычно сульфонамиды получают обработкой сульфонилхлори- дов аммиаком, первичными или вторичными аминами в присутствии основания (уравнения 59, 60) [2, 106]. В качестве побочного продукта обычно образуется дисульфонамид (RSOj^NR1, особен
Обычно сульфонамиды получают обработкой сульфонилхлори- дов аммиаком, первичными или вторичными аминами в присутствии основания (уравнения 59, 60) [2, 106]. В качестве побочного продукта обычно образуется дисульфонамид (RSOj^NR1, особен
но в тех случаях, когда.в реакции используется недостаточное количество амина. Методы получения сульфонамидов описаны в нескольких обзорах [2, 106, 107]; периодически выходят обзоры, посвященные вопросам механизма и препаративного использования реакции [7, 34].
но в тех случаях, когда.в реакции используется недостаточное количество амина. Методы получения сульфонамидов описаны в нескольких обзорах [2, 106, 107]; периодически выходят обзоры, посвященные вопросам механизма и препаративного использования реакции [7, 34].
СаСОзn-MeC6H4SO2Cl + n-H2NC6H4NO2 ► «-MeC6H4SO2NHC6H4NO2-n (59)
СаСОзn-MeC6H4SO2Cl + n-H2NC6H4NO2 ► «-MeC6H4SO2NHC6H4NO2-n (59)
AcNH
MeO
AcNH
MeO
SO2C1
SO2C1
Et2NH►
Et2NH►
AcNH
MeO
AcNH
MeO
SO2NEt2
SO2NEt2
(60)
(60)
В этом атомаВ этом атомаИногда сульфонамиды получают из арилсульфонатов;
В этом атома
В этом атома
случае замещение нуклеофилом — амином происходит у сеРы, а не у ароматического углеродного атома. Незамещенные сульфонамиды образуются при гидролизе сульфонилизоцианатов (см. разд. 11.19.9), при восстановлении сульфонилазидов (см. разд. 11 19.8) или при обработке сульфинилхлоридов гидроксиламином (см. разд. 11.18.2.3.).
^Од Действием некоторых оснований незамещенные и моноза- м^еННЫе сУльФ0НамиДы превращаются в нуклеофилы, которые В° миогих Реакциях замещения и прнсоедпне- , в результате которых могут быть получены новые сульфон-
амиды. За исключением реакций алкилирования и арилирован рассматриваемых ниже, и некоторых реакций, обсуждаемых^’ разд. 11.19.4.3, все эти процессы описаны в разделе, посвяще/ ном аминам. В качестве иллюстрации реакции алкилирования ее значения для синтеза N.N-дизамещенных сульфонамидов мож” но привести взаимодействие аниона, образующегося из (70) пп обработке его трет-бутоксидом калия в ТГФ, со второй молеку лой (70), в результате которого образуется (71). В аналогичных условиях из (72) получается имин (73), образующийся, по-види- мому, путем внутримолекулярной циклизации в (74) с последующим отщеплением диоксида серы [108]. Циклические сульфонамиды (сультамы) с размером цикла большим, чем в (74), стабильны. Четырехчленные сультамы часто синтезируют реакциями циклоприсоединения [72], а пяти- и шестичленные циклы — путем внутримолекулярного N-алкилирования; например, (75) циклизуется в (76) под действием ацетата натрия [109]. В качестве
примера реакции арилирования можно привести превращение (77) в (78) при обработке его /г-бромтолуолом, карбонатом калия и медной бронзой при 180 °C. Под действием алкоксид-иона N,N-диapил-«-тoлyoлcyльфoнaмид может расщепляться, образуя диариламин [НО]. Дисульфониламнны, которые иногда образуются в качестве нежелательных побочных продуктов в синтезе незамещенных и монозамещенных сульфонамидов, можно получать обработкой анионов сульфонамидов сульфонилхлоридом [ЮН.
Bu-третВг
BrCH2SO2NHBu-rper BrCH2SO2NCH2SO2NHBu-rper PhCHSO2NHBu-rper(70)(71)(72)
SO2
PhCH=NBu-Tper
(73)
PhHCNBu-rper
PhN
(76)
(74)
Cl(CH2)4SO2NHPh
(75)
n-MeOC6H4NHSO2C6H4Me-n
(77)
(л-МеОС6Н4) (rt-MeC6H4)NSO2CeH4Me-n(78)
г^^КЗОгРН
(79)
(80)
Сульфонамиды получаются также при окислении у Ф Дов и сульфинампдов [106]. Например, смесь диаст Р гпсчо- (79) окисляется в дисульфониламин (80) перм\равьп
Реакции сульфонамидов
Гидролиз сульфонамидов обычно проводят в кислом растворе, скольку связь сера—азот не разрывается под действием осно- П° ия* [П2]. Наиболее часто используют концентрированные ва« уЮ и серную кислоты. Если освобождающимся амином является анилин и гидролиз проводится в среде серной кислоты, то часто происходит сульфирование анилина. Разрыв связи угле- „оД_азот происходит в тех соединениях, из которых легко образуется карбокатион. Например, из М-трег-бутил-п-толуолсульфон- амида в соляной кислоте образуются трет-бутилхлорид и «-толуол сульфонамид [П2].
Водные растворы оснований гидролизуют сульфонамиды только в жестких условиях или в тех случаях, когда часть молекулы содержащая азот, является очень хорошей уходящей группой. Соединение (81) легко гидролизуется в (82) при непродолжительном нагревании с разбавленным раствором гидроксида натрия. Под действием более концентрированного основания омыля- ется сложноэфирная группа, а сульфонамид не гидролизуется [113]. При сплавлении замещенных бензолсульфонанилидов с 80%-ным гидроксидом натрия анилин образуется только в тех случаях, когда заместителями были группы 2-МО2, 4-NO2, 3-NO2 или 2,4-(NO2)2; выходы при этом колеблются от средних до плохих, однако анилин не образуется совсем, если заместителями были метильные группы в положениях 2, 4 и 6 или водород. При этом никакие сульфоновые кислоты не были выделены. Аналогично ведут себя N-метилбензолсульфонанилиды с теми же заместителями, хотя, по-видимому, «уходящая» способность азота в этих соединениях увеличивается [112]. Вероятно, эти процессы происходят путем атаки гидроксид-ионом атома углерода с последующим разрывом связи углерод — сера. При нагревании с алкоксидами, например с изопентоксидом натрия, П,Н-диалкил-, N.N-диарил- или -аралкилбензолсульфонамиды легко расщепляются в амины [112]. В качестве примера можно привести упомянутое выше превращение соединения (78). Возможен также обмен одной аминогруппы на другую. Например, п-толуолсульфонанилпд получается при нагревании n-толуолсульфонамида с гидрохлоридом анилина; известно большое число других примеров [112].
«-MeC6H4SO2N:«-MeC6H4SO2N:^-СНгСНСОгМеNHSO2C6H4Me-/i(81)^-СНгСНСОгМеNHSO2C6H4Me-/i(81).^^СНзСНСОзМе
«-MeC6H4SO2N:
«-MeC6H4SO2N:
^-СНгСНСОгМе
NHSO2C6H4Me-/i
(81)
^-СНгСНСОгМе
NHSO2C6H4Me-/i
(81)
NHSO2C6H4Me-/i
(82)
Сульфонамиды не восстанавливаются при каталитическом гидрировании, а также алюмогидридом лития, за исключением некоторых дизамсщснных соединений, которые восстанавливаются в амии и тиол или сульфиновую кислоту [112]. Под действием орогидрида натрия в гексаметаполе N-алкилдисульфониламины
превращаются в алканы; например, из соединения (83) получен н-декав [114]. При действии бромистоводородной и иодистоводо- родной кислоты, а также цинка в соляной кислоте и лития или натрия в амине или спиртовых растворителях происходит восстановительное расщепление сульфонамидов с образованием аминов и производных серы (II) [112]. Под действием окислителей связь сера—азот не разрывается, но в нескольких случаях происходил разрыв связи углерод —азот с образованием синтетически полезных соединений; например, при окислении (84) перманганатом калия получен (85) [112].
«-C10H2iN(SO2C6H4Me-n)2PhSO2N\ ^ PhSO2NH(CH2)4CO2H
(84)(85)
Под влиянием сульфонильной группы связи азот—водород становятся более кислыми; это обсуждалось выше при рассмотрении алкилирования и арилирования по атому азота. Хлорангид- риды и ангидриды карбоновых кислот и их ароматические эфиры ацилируют сульфонамиды с образованием соединений типа (86) [106]. Сульфонамиды присоединяются также к активированным кратным связям. При присоединении к акрилонитрилу, катализируемом основанием, образуются моно- или дицианэтилированные аддукты (87) в зависимости от числа кислых водородных атомов [106]. При взаимодействии незамещенных сульфонамидов с азотной кислотой образуются нитрамиды, а с азотистой кислотой — сульфоновые кислоты [106, 115]. Поскольку кристаллические сульфонамиды можно легко очистить, то в результате этой реакции получают чистые сульфоновые кислоты. Из монозамещенных сульфонамидов образуются N-нитрозопроизводные; N-нитрозо-М- метил-и-толуолсульфонамид используют для получения диазометана (уравнение 61) [106].
RSO2NHCOR‘RSO2N(CH2CH2CN)2
(86)(87)
n-MeC6H4SO2NMeNO ► n-MeC6H4SO3K + CH2N2 (61)
Кислотность а-С—Н-связей в сульфонамидах может быть обнаружена лишь при отсутствии атомов водорода у атома азота. Под действием бутиллития из сультама (88) образуется а-суль- фонилкарбанион, при взаимодействии которого с бензилхлоридом получается (89), а с ацетофеноном — спирт (90). Обработка^этого аниона бензилидепацетофеноном приводит к (91), который, по- видимому, образуется путем замещения по атому серы в еноляте (92) [116]. Другим примером служит превращение под деистви ем бутиллития сульфонамида (93) J? сультам (94) [117].
N.N-Диарил- или N-алкил-М-арилбензолсульфонамиды перегруппировываются в о-аминодиарилсульфоны при обработке ли 532.
онк/SO, MeNонк/SO, MeN(91)(91)Br MeBuCHCH2NSO2Mp(93)Br MeBuCHCH2NSO2Mp(93)тийоргаиическими реагентами [118, 119] (уравнение 62). Эти реакции происходят путем металлирования обоих ароматических колец, одного в орто-положение к атому серы и другого в ортоположение к атому азота, с образованием (95). Под действием последнего карбанионного центра происходит замещение у атома серы с образованием сульфона. К сожалению, авторы [118,119] ничего нс говорят о стереохимии замещения у атома серы, а это особенно интересно, поскольку нуклеофильный углерод и уходящий азот из-за геометрии четырехчленного цикла интермедиата или переходного состояния (96) находятся под приблизительно прямым углом друг к другу, а не на одной прямой, как обычно допускают для реакций замещения.Наблюдались и другие реакции карбанионов, стабилизированных сульфонильной группой. Из сульфонамида (97) при взаимо- дейечвип с гидридом калия и бутилнитритом получен (98) [120].тийоргаиическими реагентами [118, 119] (уравнение 62). Эти реакции происходят путем металлирования обоих ароматических колец, одного в орто-положение к атому серы и другого в ортоположение к атому азота, с образованием (95). Под действием последнего карбанионного центра происходит замещение у атома серы с образованием сульфона. К сожалению, авторы [118,119] ничего нс говорят о стереохимии замещения у атома серы, а это особенно интересно, поскольку нуклеофильный углерод и уходящий азот из-за геометрии четырехчленного цикла интермедиата или переходного состояния (96) находятся под приблизительно прямым углом друг к другу, а не на одной прямой, как обычно допускают для реакций замещения.Наблюдались и другие реакции карбанионов, стабилизированных сульфонильной группой. Из сульфонамида (97) при взаимо- дейечвип с гидридом калия и бутилнитритом получен (98) [120].MeMe(62)(62)РНСН28О2КМе2(07)РНСН28О2КМе2(07)NOH
он
к/SO, MeN
он
к/SO, MeN
(91)
(91)
Br Me
BuCHCH2NSO2Mp
(93)
Br Me
BuCHCH2NSO2Mp
(93)
тийоргаиическими реагентами [118, 119] (уравнение 62). Эти реакции происходят путем металлирования обоих ароматических колец, одного в орто-положение к атому серы и другого в ортоположение к атому азота, с образованием (95). Под действием последнего карбанионного центра происходит замещение у атома серы с образованием сульфона. К сожалению, авторы [118,119] ничего нс говорят о стереохимии замещения у атома серы, а это особенно интересно, поскольку нуклеофильный углерод и уходящий азот из-за геометрии четырехчленного цикла интермедиата или переходного состояния (96) находятся под приблизительно прямым углом друг к другу, а не на одной прямой, как обычно допускают для реакций замещения.
Наблюдались и другие реакции карбанионов, стабилизированных сульфонильной группой. Из сульфонамида (97) при взаимо- дейечвип с гидридом калия и бутилнитритом получен (98) [120].
тийоргаиическими реагентами [118, 119] (уравнение 62). Эти реакции происходят путем металлирования обоих ароматических колец, одного в орто-положение к атому серы и другого в ортоположение к атому азота, с образованием (95). Под действием последнего карбанионного центра происходит замещение у атома серы с образованием сульфона. К сожалению, авторы [118,119] ничего нс говорят о стереохимии замещения у атома серы, а это особенно интересно, поскольку нуклеофильный углерод и уходящий азот из-за геометрии четырехчленного цикла интермедиата или переходного состояния (96) находятся под приблизительно прямым углом друг к другу, а не на одной прямой, как обычно допускают для реакций замещения.
Наблюдались и другие реакции карбанионов, стабилизированных сульфонильной группой. Из сульфонамида (97) при взаимо- дейечвип с гидридом калия и бутилнитритом получен (98) [120].
Me
Me
(62)
(62)
РНСН28О2КМе2
(07)
РНСН28О2КМе2
(07)
PhCSO2NMn2
(9Я)
Хорошо известны N-хлор- и ЧХт-дихлорсульфонамиды, представляющие собой стабильные соединения [2, 106]. В качестве антисептических средств широко применяют натриевую соль N-хлор-п-толуолсульфоиампда (хлорамин Т) (99), М,П-дихлор-п- толуолсульфонамид (дихлорамин Т) (100) и натриевую" соть N-хлорбензолсульфонамида (хлорамин В). N.N-Дихлорсульфон- амиды легко получают хлорированием незамещенных сульфонамидов в присутствии основания. При обработке их гидроксидом натрия образуются натриевые соли N-хлорсульфонамидов, которые можно также получить взаимодействием незамещенного сульфонамида с гипохлоритом натрия (уравнение 63) [121] Хлорамин Т устойчив в воде. При нагревании его с разбавленным основанием образуется п-толуолсульфонамид, а при обработке кислотой он диспропорционирует в дихлорамин Т и н-толуол- сульфонамид [106].
ra-MeC6H4SO2NClNan-MeC6H4SO2NCl2
(99)(100)
NaOCl•
MeSO2NH2 > MeSO2NClNa(63)
Br2, KOHn-MeOC6H4SO2NH2^ n-MeOC6H4Br(64)
Известны также соответствующие N-бром- и М,М-дибромпроиз- водные сульфонамидов, получаемые аналогичными методами [106, 121]. Однако при их синтезе возможно отщепление сульфонамидной группы (уравнение 64) [122].
N.N-Дихлорсульфонамиды, а также бромпроизводные, присоединяются к олефинам [106]. Например, соединение (93) получено свободнорадикальным присоединением MeSOzNBrMe к гексену-1 [117]. Эти производные сульфонамидов используют в качестве галогенирующих агентов. Ацетанилид можно хлорировать в /г-хлорацетанилид действием дихлорамина Т [106], а анизол превращается в /г-броманизол при обработке N.N-дибром- бензолсульфонамидом [123]. N.N-Дихлорметансульфонамид реагирует с циклическими простыми эфирами и углеводородами с образованием продуктов внедрения по связи углерод водород; например, при взаимодействии его с тетрагидрофураном образуется соединение (101). Полагают, что эти превращения происходят без участия свободных нитренов [124]. Р1з сульфидов под действием N-хлорсульфонамидов образуются сульфимиды (см. гл. 11.10), аналогично ведут себя производные фосфора, мышья ка и сурьмы (см. гл. 10.7). Хлорамин Т можно использовать для превращения 1,3-дитиоланов и 1,3-ДИтианов в соответствующие карбонильные соединения (уравнение 65) [125], а также дл аминирования в аллильное положение и для цпс-гндроксиамиш рования (уравнения 66 [126] и 67 [127]).
/^)XHSO2Me (101)
О
трет-ВиMeтрет-ВиMeхлорамин Т>-хлорамин Т>-трет-ВиСОМетрет-ВиСОМе(65)(65)
трет-Ви
Me
трет-Ви
Me
хлорамин Т
>-
хлорамин Т
>-
трет-ВиСОМе
трет-ВиСОМе
(65)
(65)
NHSO2C6H4Me-n
хлорамин T, SeI
Ме(СН2)зСН=СН2 Ме(СН2)2СНСН=СН2(66)
ХлораминТ о?о4ХлораминТ о?о4(67)(67)
ХлораминТ о?о4
ХлораминТ о?о4
(67)
(67)
АНГИДРИДЫ СУЛЬФОНОВЫХ КИСЛОТ
Свойства ангидридов сульфоновых кислот
Ангидриды сульфокислот имеют общую формулу RS(O2)OS(O2)R. До недавнего времени эти соединения были мало изучены, поскольку продукты их реакций, большая часть которых образуется путем нуклеофильного замещения у сульфонильного атома серы, могут быть получены также из сульфонил- хлоридов и арилсульфонатов. Однако иногда они имеют преимущества перед этими двумя классами соединений, особенно если одна или обе группы R = CF3. Анион CF3SO3- является прекрасной уходящей группой, так что реакционная способность любой связанной с ней группы RSO2 по отношению к нуклеофилам увеличивается.
Методы получения ангидридовсульфоновых кислот
Методам получения ангидридов сульфоновых кислот посвящено несколько обзоров [2, 4, 128]; периодически появляются обзоры, посвященные более новым методам [7]. Сульфонилхлориды превращаются в симметричные ангидриды при обработке их щавелевой кислотой или ледяной уксусной кислотой, содержащей хлорид натрия. Сульфоновые кислоты образуют ангидриды при взаимодействии с тионилхлоридом, Р2О3 или карбодиимидом, нгидрид метансульфоновой кислоты получается с выходом 95% ри нагревании этой кислоты с Р2О5 [129]. п-Толуолсульфокис-
пРевРащается в ее ангидрид под действием фенилцианата 3 некотоРЬ1х простых диалкил- и дпарилдисульфидов ан-
прп окислении их N2O4 [131]. Арен-1,2-дпсуль-
Ф те кислоты можно превратить в их циклические ангид-
РИДЫ взаимодействием с хлорсульфоновой кислотой или олеумом [132]. Ациклические ангидриды иногда образуются при сульфировании триоксидом серы. Например, ангидриды образуются из иодбензола, бифенила и ц-хлортолуола при обработке их триоксидом серы в нитрометане, но не образуются из бензола и и-ди" хлорбензола [133]. Получены смешанные ангидриды трифторме- тансульфоновой кислоты и алкан- или аренсульфоновых кислот и изучены их реакции как сульфирующих агентов [134, 135]. Эти ангидриды синтезируют взаимодействием алкан- или аренсульфо- нилбромидов с трифторметансульфонатом серебра.
И.19.5.3. Реакции ангидридов сульфоновых кислот
Нуклеофильное замещение у атома серы является наиболее характерной реакцией ангидридов сульфоновых кислот. При гидролизе их водой образуются две молекулы сульфоновой кислоты; изучен механизм этого превращения [136]. При действии спиртов на ангидриды образуются эфиры [2, 128] (уравнение 68). При взаимодействии спиртов с метансульфонилхлоридом вместо эфиров получаются хлориды. При сравнении этих двух реакций видна предпочтительность использования ненуклеофильного сульфо- нат-аниона по сравнению с хлорид-ионом, который, по-видимому, реагирует с первоначально образующимся эфиром, в результате чего и образуются хлориды [137]. Ароматические соединения также выступают в качестве нуклеофилов при взаимодействии с ангидридами сульфоновых кислот по типу реакции Фриделя — Крафтса, при этом образуются сульфоны [128, 138]. В таких реакциях особенно реакционноспособны смешанные ангидриды трифторметансульфокислоты с алкан- или аренсульфокислотами
ОНOSOaMeI(MeS0a)2O, C5H5NIMeCHCH2SAr "* MeCHCH2SArОНOSOaMeI(MeS0a)2O, C5H5NIMeCHCH2SAr "* MeCHCH2SAr[134, 135].
ОНOSOaMe
I(MeS0a)2O, C5H5NI
MeCHCH2SAr "* MeCHCH2SAr
ОНOSOaMe
I(MeS0a)2O, C5H5NI
MeCHCH2SAr "* MeCHCH2SAr
(68)
(69)(69)
(69)
(69)
По-видимому, эти превращения происходят с участием ных ионов AlkSOj, поскольку в реакциях сокаКое
ридами наблюдается такое же распределение 1 Р
БЗ&
„ пои взаимодействии с сульфоинлхлоридом и хлоридом получает *ее вероятным кажется участие различных комп- алюмнния, нуклеофилы реагируют с ангидридом трпфторме- лексов.r4j уто соедИНение обладает высокой реакци-
"“^способностью (СМ„ например, уравнения 69 [4] и 70 [139]). °тНН0 ическне эфиры при взаимодействии с этим ангидридом пре- ЦпкЛ в оксониевые ионы, которые затем расщепляются и вращают» ° полимеризуются [4].
СУЛЬФОНИЛСУЛЬФОНЫ
И. 19.6.1. Свойства, методы получения и реакции
Сульфонилсульфоны, или а-дисульфоны, имеют общую формулу RS(O2)S(O2)R [140]. Хотя эти вещества являются устойчивыми кристаллическими соединениями, их химические превращения изучены мало [141]. В основном их используют при изучении механизмов нуклеофильного замещения у атома серы [142,143]. Наилучший метод получения симметричных а-дисульфонов основан на реакции алкан- или аренсульфинатов натрия с солями кобальта(Ш) в серной кислоте (уравнение 71) [144]. Несимметричные, а также симметричные соединения получают при взаимодействии сульфонилхлорида с сульфинатом натрия [141] или окислением сульфинилсульфона [140]. При окислении алкансульфиновых кислот перманганатом калия в уксусной кислоте или при обработке н-толуолсульфонилхлорида калием в ксилоле получают а-дисульфоны с низкими выходами. Реакция сульфонил- сульфонов с нуклеофилами происходит по атому серы. Под действием воды они гидролизуются до соответствующей сульфоновой кислоты [141], при обработке водным аммиаком образуются сульфонамид и сульфинат аммония [141], взаимодействие сазид- ионом приводит к сульфонилазиду [145] (уравнение 72). Измерены скорости реакций 20 различных нуклеофилов с дифенилдисульфоном, выбранным в качестве модельного соединения для реакций по сульфонильному атому серы, и проведено их сравнение со скоростями реакций по сульфонильному атому серы [143].
(71)(71)(72)(72)002(504)3
(71)
(71)
(72)
(72)
H-C14H29SO2H >- (н-С 14Н29SO2)2
NaNs(n-MeC6H4SO2)2 > n-MeC6H4SO2N3
СУЛЬФОНИЛГИДРАЗИДЫ И СУЛЬФОНИЛГИДРАЗОНЫ
Свойства сульфонилгидразидови -гидразонов
Р Сульфонилгидразиды RSO2NHNH2 и сульфонилгидразоны ^^NHN^CR’R2 имеют большое значение в синтезе. Известны дразиды, имеющие у атома азота вместо водорода другие
заместители; полезными предшественниками для синтеза альдегидов являются 1-ацилареи-2-сульфонилгидразиды. Основное использование этих соединений в синтезе основано на разложении их с выделением азота под действием основания.
Методы получения сульфонилгидразидови -гидразонов
Сульфонилгидразиды получают обработкой сульфонилхлори- дов или иногда -фторидов гидразином или замещенными гидразинами в различных условиях [106, 146]. Этот метод не пригоден для получения сульфонилгидразидов из некоторых нитробен- золсульфонилхлоридов, и в этом случае используют альтернативный способ — обработку диазотированного анилина диоксидом серы [106]. Обычно для получения сульфонилгидразонов альдегиды или кетоны обрабатывают сульфонилгидразидом в уксусной кислоте, подкисленном или нейтральном метаноле [106, 146]. Ацилсульфонилгидразиды можно получить реакцией ацилгидра- зида RCONHNH2 с сульфонилхлоридом или взаимодействием хлорангидрида или ангидрида карбоновой кислоты с сульфонилгидразидом [106, 146]. Сульфонилгидразиды можно алкилировать по атому азота [106].
Реакции сульфонилгидразидови -гидразонов
Для различных сульфонилгидразидов, особенно для их солей, характерна термическая неустойчивость [106]. Диимид HN —NH— хороший реагент для восстановления олефинов — получают из п-толуолсульфонилгидразида, но удобнее его получать из триизо- пропилбензолсульфонилгидразида. который легко разлагается при более низких температурах (уравнение 73) [147]. При этих реакциях распада формально происходит окисление азота и восстановление серы(У1) в cepy(IV). Связь сера—азот легко разрывается и окислителями, например бромом, что можно использовать в качестве удобного метода синтеза сульфонплбромидов, поскольку они получаются с хорошим выходом (см. разд. 11.19.2, уравнение 40). N-Алкил-п-толуолсульфонилгпдразпды окисляются диоксидом селена в алкпл-/г-толуолсульфпнаты [148]. Под действием азотистой кислоты гидразиды превращаются в сульфонил- азиды (см. разд. 11.19.8).
Рг-«ЗО
сн^снсщон^ СНзСН2СН2ОН (73) МеОН
изо-Рг^ ^Рг-изо
и пучение алкенов, циклопропанов и ацетиленов из п-толуол- донилгндразонов (тозилгидразонов) рассмотрено в обзоре
Бэмфорд п Стивенс впервые получили олефины разложе- тозилгидразонов действием основания в протонных раство- НИеМ ях и эта реакция названа их именами (уравнение 74). Из РИТеЛгиДразона (102) в результате первоначального отщепления Т°ЗНона образуется (103), который отщепляет ц-толуолсульфи- ПР°ТпоН по реакции а-элиминирования с образованием диазоалка- наТ"/Ю4) (уравнение 75). При более высокой температуре реак- Н3 Из (104) может выделяться азот с образованием карбена Г105) и, в конечном счете, соответствующих продуктов реакции. Но в протонных растворителях (104) протонируется в (106), из которого после выделения азота образуется карбокатион (107) (уравнение 76), а из него продукты реакции [146]..
R
(74)(74)(75)(76)(75)(76)n.MeCcH4SO2NHN=CCHR-R2 -^^ n-MeC6H4SO2Na + RCH=CR'R*
(74)
(74)
(75)
(76)
(75)
(76)
основание -'
TsNHN=CR2 у TsNN=CR2 r2c=n2 —> R2C : + n2
(103)(104)(105)
(104)R2CHN2+ —> R2CH + N2
(106)(107)
Реализация того или иного из показанных выше превращений зависит от природы реагентов и условий реакции. Многие из этих реакций используют в синтезе, кроме того они представляют интерес для изучения механизмов различных превращений. Например, обработка тозилгидразона камфоры (108) алкоксидом натрия в горячем этиленгликоле (типичные условия реакции Бэмфорда— Стивенса) приводит к камфену (109)—продукту перегруппировки Вагнера — Меервейна, которая характерна для карбокатионных интермедиатов. Однако под действием метоксида натрия в апротонном растворителе (диглиме) получается трицик- лен (ПО), образование которого можно объяснить промежуточным возникновением карбена (105), хотя в этом превращении может участвовать и карбокатион [146]. В некоторых случаях был выделен диазоалкан (уравнение 77) [149].
Иным путем проходит реакция при использовании в качестве оснований алкпллитиевых реагентов. При взаимодействии гидразона (108) с метиллитием в эфире образуется борнен-2 (1Ц) Это превращение осуществляется, по-видимому, с помощью реакций, показанных в уравнении 78. Винил-анион (112) может реагировать с триметилхлорсилаиом (уравнение 79) [150]. Использование апротонных растворителей в реакциях Бэмфорда — Стивенса и алкиллитиевых реагентов оказалось очень ценным: первое —для генерирования карбенов, второе — для синтеза труднодоступных алкенов (уравнение 80) [146].
R2CHC=NNTs —> R2C—C=NNTs —> R2C=CR + N2 + Ts" (78) (И2)
Me3SICI
(112)> R2C=CRSiMe3
, NNHTs
Сульфонилгидразоны а,р-эпоксикетонов при комнатной температуре превращаются в кетоны ацетиленового ряда [146] (уравнение 81) [151]. Аналогичная реакция наблюдается при обработке стероида (ИЗ) ц-толуолсульфонилгидразидом и ацетатом калия (уравнение 82; X = МеЗОгО или F) [154]. По формально аналогичным механизмам происходят превращения, приведенные в уравнениях 83 и 84. Промежуточно образующиеся тозилазоалкены (114) и (115) получены окислением тозилгидразонов фенил- триметиламмонийпербромидом; таким путем, например, из (116) получен (117) [153]. Известно много примеров таких и родственных реакций и значение их, несомненно, будет увеличиваться по мере обнаружения новых примеров и типов реакций.
Me ССН2Х
TsNHNHa Acq
CR2CR2H^NSOgArH^NSOgArN=N-rSO2ArN=N-rSO2Ar■CR■CRH£n$O2AtN<11(CRX—CHRH£n$O2AtN<11(CRX—CHRHO—cr2 (H4)HO—cr2 (H4)■>-■>-Аг= С6Н4Ме-лАг= С6Н4Ме-л> RC=CR + R2C=O-n2, - \rSO2H> RC=CR + R2C=O-n2, - \rSO2H■N-^SOaAr■N-^SOaArRCjH■' (US)RCjH■' (US)> RC=CR-n2,-ArSO2H> RC=CR-n2,-ArSO2H=nts=nts(83)(83)(84)(84)(И7)(И7)
CR2
CR2
H
^NSOgAr
H
^NSOgAr
N=N-rSO2Ar
N=N-rSO2Ar
■CR
■CR
H
£n$O2At
N
<11
(CR
X—CHR
H
£n$O2At
N
<11
(CR
X—CHR
HO—cr2 (H4)
HO—cr2 (H4)
■>-
■>-
Аг= С6Н4Ме-л
Аг= С6Н4Ме-л
> RC=CR + R2C=O
-n2, - \rSO2H
> RC=CR + R2C=O
-n2, - \rSO2H
■N-^SOaAr
■N-^SOaAr
RCj
H
■' (US)
RCj
H
■' (US)
> RC=CR
-n2,
-ArSO2H
> RC=CR
-n2,
-ArSO2H
=nts
=nts
(83)
(83)
(84)
(84)
(И7)
(И7)
(116)
Сульфонилгидразоны могут быть восстановлены до алканов; этот способ можно использовать вместо реакций Вольфа— Киж- нера и Клемменсена. Например, 2-формилнафталин можно восстановить в 2-метилнафталин взаимодействием тозилгпдразона с алюмогидридом лития (уравнение 85) [154]. В некоторых случаях предпочтительнее использовать цианоборогидрид натрия, поскольку он не восстанавливает некоторые функциональные группы, чувствительные к алюмогидриду лития [146]. Другой путь показан в уравнении 86. Если реакция проводится в D2O, то в продукт реакции по атому углерода карбонильной группы вводится один атом дейтерия [155].
(85)
(86)
(87)
Из сульфонилгидразонов можно получить тетразолы. При обработке бензолсульфонилгидразона бензальдегида беизолдиазо- нийхлорндом в спирте в присутствии основания получается 2,5-дифенилтетразол [156].
Ароматические, но не алифатические, альдегиды можно получать из ацилированных сульфонилгидразидов (уравнение 87) по методу Мак-Фейдиена— Стивенса, обычно выходы в этих реакциях небольшие [157, 158].
СУЛЬФОННЛАЗИДЫ
Свойства сульфонилазидов
Сульфоннлазиды RSO2N3 разлагаются при нагревании до 120—150 °C. На этой термической нестабильности основаны многие реакции этих соединений. Они устойчивы к гидролизу, но в горячих водных растворах оснований или кислот из них образуются сульфоновая и азотистоводородная кислоты. Примером низкой реакционной способности этих соединений в реакциях гидролиза может служить гидролиз п-ацетамидобензолсульфонилазида в /г-аминобензолсульфонилазид под действием концентрированной соляной кислоты [106].
Методы получения сульфонилазидов
Для получения сульфонилазидов используют два метода [106]. Наиболее общий путь синтеза этих соединений состоит в обработке сульфонилхлорида азид-ионом в водном растворителе. Менее успешно проходит обработка сульфонилгидразидов азотистой кислотой.
Реакции сульфонилазидов
Сульфоннлазиды устойчивы к окислению, бром в хлороформе не действует на них [106]; их можно восстановить [159]. При действии на них цинка в уксусной кислоте образуются сульфонамиды [160]. При обработке трифенилфосфином выделяется 1 моль азота; эта реакция используется для количественного определения бензолсульфонил азида [159].
RN=N=NTs(118)RN=N=NTs(118)RNH—N=N—NTs(119)RNH—N=N—NTs(119)
RN=N=NTs
(118)
RN=N=NTs
(118)
RNH—N=N—NTs
(119)
RNH—N=N—NTs
(119)
Возможен перенос азидной группы из тозилазида, на углеродный или азотный нуклеофильные центры. Анионный интермедиат— 1,3-триазен-ион (118), возникающий при присоединении углеродного нуклеофила, или 1,4-тетразен-ион (119), образующийся при атаке азотного нуклеофила, может распадаться с выделением аниона и образованием азида (уравнения 88 [162] и 8J
11631). Аромате =х Щ ГО то™ дом с обР*3°Хаз”я ‘ арнлазид, при обработке пирофосфатом разлагаются образ} ^ магниевы- катн0Н, „ли восстанавливаются никелем Ренея в присутствии основания в анилин и л-то- ™ТНам!г П611. При взаимодействии тозилазидов с Гз-дикетонами в присутствии амина получаются 2-диазо-1,3-ди- к’етоны; вероятно, это превращение проходит с промеж} .очным образованием триазенов (уравнение 90) [164].
N3
PhCH(CO2Et)2 Т" 2> PhC(CO2Et)2 + Ts-(88)
MeCOCH2CO2EtMeCOCH2CO2EtMeLi. TsNs >MeLi. TsNs >—X5 + TsNH—X5 + TsNHN,N,Et2KH, TsN3Et2KH, TsN35 MeCOCCO2Et + TsNH25 MeCOCCO2Et + TsNH2(89)(90)(89)(90)
MeCOCH2CO2Et
MeCOCH2CO2Et
MeLi. TsNs >
MeLi. TsNs >
—X5 + TsNH
—X5 + TsNH
N,
N,
Et2KH, TsN3
Et2KH, TsN3
5 MeCOCCO2Et + TsNH2
5 MeCOCCO2Et + TsNH2
(89)
(90)
(89)
(90)
Во многих реакциях сульфонилазидов выделяется молекула азота; это превращение, по-видимому, происходит (но не всегда) через сульфонилнитрен RSO2N:. К таким реакциям относятся; внедрение по связи углерод—водород, отщепление атомов водорода, присоединение к двойным связям и ароматическим циклам, присоединение к неподеленным парам электронов на атомах азота, фосфора и серы [165, 166]. Эти реакции можно индуцировать кислотами, нагреванием, светом, переходными металлами или самими реагирующими соединениями [165].
Реакции бензол- или л-толуолсульфоннлазида с бензолом в присутствии хлорида алюминия приводят к анилину и дифенил- или л-толилфенилсульфону соответственно. Предполагают, что в качестве интермедиата образуется 1-аренсульфонил-З-фенилтрн- азен [167].
При термическом разложении алкан- и аренсульфонилазидов образуются сульфонилнитрены. Эти реакционноспособные частицы реагируют затем с растворителем [165, 166]. При проведении реакции в углеводородах основным ее направлением является внедрение по связи углерод—водород. Из метавсульфонилазида в 2,4-диметилпентане при 150 °C образуются сульфонамиды (120), ^^2) в соотношении 1,0:2,3:6,0. Реакция в цис- или ^«сИ^-диметилциклогексанах проходит стереоспецифично, поэтому, вероятно, реакционноспособной частицей является синглетный нитрен, а не триплетный [168]. Триплетные нитрены отщеп- яют водород и не внедряются.
MeNHSO2MeMeSO2NH
MeSO2NHCH2CHCH2CIIMc2Me2CHCHCHMe2Me2CHCH2CMe,
U2°)(121)(122)
В бензоле с метапсульфонплазидом и другими сульфонил дами протекает ряд реакций (уравнение 91). Электрофи синглетный нитрен (123) присоединяется к ароматическому’к И цу, но в результате реакции образуется не азепин (124) яВ°ЛЬ’ щийся кинетически контролируемым продуктом, а обычно N *°' пилсульфонамид (125). Если реакционная способность аром $е' ческого субстрата низкая и(или) присутствуют катализаторы в^' лмных переходов внутри системы, то увеличивается степень 3«' разования триплетной частицы и реакции происходят с участи этого электрофильного интермедиата свободнорадикального т М [169].ППа
MeSO2N3MeSO2N3MeSO2N:(123)|RH MeSO2NH2MeSO2N:(123)|RH MeSO2NH2/NSO2Me/NSO2MetPhNHSO2MetPhNHSO2Me(91)(91)
MeSO2N3
MeSO2N3
MeSO2N:
(123)
|RH MeSO2NH2
MeSO2N:
(123)
|RH MeSO2NH2
/NSO2Me
/NSO2Me
t
PhNHSO2Me
t
PhNHSO2Me
(91)
(91)
(124) (125)
При термическом разложении бепзолсульфонилазида в растворе получается N-фенилбензолсульфонамид (64%), однако при парофазном термолизе он не образуется. В этом случае в присутствии или в отсутствие бензола образуются диоксид серы (~ 70%) и азобензол (~ 30%), а также следы дифениламина и бифенила. Полагают, что образование азобензола происходит в результате перегруппировки первоначально образующегося бен- золсульфонилнитрена в фенилнитрен PhN:. При парофазном термическом разложении (126) получается сультам (127) с выходом 21 %. Но он не образуется при жидкофазном термическом разложении в растворе бензола; в этом случае в основном получается (128) [170]. При парофазном термическом разложении (129) при 650 °C с выходом 65% образуется соединение (130). Полагают, что его образование происходит путем превращения нитрена в интермедиат (131), который затем перегруппировывается в продукт реакции через азепин [171].
(126)
PhCH2CH2SO2N8
'NSO2P1'NSO2P1PhSO2Ns + Ph3P —>- PhSO2N=PPh3 + N2RSO2N3 + Me2CHOH —> RSO2NH2 + Me2CO + N2PhSO2Ns + Ph3P —>- PhSO2N=PPh3 + N2RSO2N3 + Me2CHOH —> RSO2NH2 + Me2CO + N2PhSO2N3PhSO2N3N—NSO2Ph + PhSO2NH2N—NSO2Ph + PhSO2NH2
'NSO2P1
'NSO2P1
PhSO2Ns + Ph3P —>- PhSO2N=PPh3 + N2
RSO2N3 + Me2CHOH —> RSO2NH2 + Me2CO + N2
PhSO2Ns + Ph3P —>- PhSO2N=PPh3 + N2
RSO2N3 + Me2CHOH —> RSO2NH2 + Me2CO + N2
PhSO2N3
PhSO2N3
N—NSO2Ph + PhSO2NH2
N—NSO2Ph + PhSO2NH2
Напряженные алкены, енамины и простые виниловые эфиры реагируют с сульфонилазидамп при температурах, значительно ботее ? низких, чем температуры их термического разложения (уравнения 92 и 93 [165]). Разложение азидов катализируется также соединениями фосфора(Ш) (уравнение 94). Эта реакция в бензоле часто происходит с количественным выходом и используется для определения концентрации азида путем измерения количества выделяющегося газа, однако в хлороформе образуется меньше азота, чем ожидается [159, 165, 167]. Радикалы индуцируют разложение сульфонилазида [165]. При сенсибилизируемом бензофеноном облучении пропанола-2 образуются радикалы, которые реагируют с некоторыми сульфонилазидамп с образованием ацетона и сульфонамида (уравнение 95). Те же продукты образуются и при непосредственном облучении азидов. Разложение сульфоннлазидов в присутствии сульфоксидов, катализируемое солями меди, приводит к сульфоксимидам с сохранением конфигурации у атома серы [89, 165] (см. гл. 11.11). В реакциях сульфоннлазидов с пиридинами получаются илиды и бензолсуль- фонамид (уравнение 96) [165], а также некоторое количество 3-бензолсульфонамидопиридинов. Другие реакции сульфонилази- дов и сульфонилгидразидов рассмотрены в обзоре [172].
(94)
(95)
11.19.9. СУЛЬФОНИЛИЗОЦИАНАТЫ
Свойства сульфонилизоцианатов
Сульфонилизоцианаты RSO2N=C=O представляют собой термически стабильные, но очень реакционноспособные жидкости или твердые вещества с низкой температурой плавления. Они растворимы в бензоле, хлороформе и других инертных растворителях, но реагируют с ДМФ и ДМСО. Благодаря высокой реакционной способности и весьма удобным методам получения они являются ценными синтетическими интермедиатами. Методы их получения
18 Зак. 497
и некоторые реакции рассмотрены в нескольких обзопах Г17Ч 175]. Периодически появляются обзоры, посвященные последний достижениям в этой области [7].^-‘едним
Методы получения сульфонилизоцианатов
(УРав-(УРав-Наилучший способ получения аренсульфонилизоцианатов (1491 основан па взаимодействии сульфонамидов с фосгеном в поие^т ствип каталитических количеств низкокипящего алкилизоцианата (133) (уравнение 97) [175]. Сульфонамид реагирует с алкилизо- цианатом с образованием 1-алкил-З-аренсульфонилмочевины (134) (уравнение 98). При ее взаимодействии с фосгеном получается аренсульфонилизоцианат и регенерируется алкилизоцианат нение 99).
(УРав-
(УРав-
СОС12, н-BuNCO (133)
(97)(98)(99)(97)(98)(99)ArSO2NH2 —> ArSO2NCO
(97)
(98)
(99)
(97)
(98)
(99)
(132)
ArSO2NH2 + н-BuNCO —► ArSO2NHCONHBu-H(133)(134)
(134) + COC12—> (132)+ (133)
RSO2NHCO2R‘rso2nhcococi
(135)(136)
Алкансульфонилпзоцианаты синтезируют из сульфонилкарба- матов (135), получаемых при взаимодействии соответствующего сульфонамида с алкилхлорформиатом. Полученные карбаматы силилируют триметилхлорсилапом, образующиеся при этом производные при нагревании разлагаются в алкансульфонилизоци- анаты [176]. Сульфонилизоцианаты можно получать также пиролизом сульфонилоксамоилхлоридов (136), образующихся при взаимодействии сульфонамида с хлорангидридом щавелевой кислоты [177]. При обработке сульфонилхлоридов цианатом серебра получаются сульфонилизоцианаты, но с низким выходом [173].
Реакции сульфонилизоцианатов
Реакции сульфонилизоцианатов можно разделить на два типа. К реакциям первого типа относятся реакции с нуклеофилами по карбонильному атому углерода (уравнение 100). Ко второму типу относятся реакции циклоприсоединения. В аналогичные реакции вступает хлорсульфонилизоцианат и его превращения будут рассмотрены именно здесь, а не в гл. 11.20, посвященной сульфамовой кислоте и ее производным, к которым он формально относится. Некоторые реакции хлорсульфонилизоцианата опи-
ОО(100)(100)саны в обзорах [178—180].
О
О
(100)
(100)
R8O2N=C=O + NuH —> RSO2NHCNu
в реакциях сульфонилизоцианатов со спиртами и фенолами образуются карбаматы (135), при взаимодействии с аммиаком, первичными и вторичными аминами — производные мочевины (137) а с третичными аминами диполярные аддукты (138). В качестве нуклеофилов можно использовать различные ароматические углеводороды. В реакции /г-толуолсульфопилизоциаиата с бензолом, анизолом, нафталином п другими ароматическими соединениями в присутствии хлорида алюминия как катализатора образуются N-n-толуолсульфониламиды (139) [181].
ОIIRSO2NHCNR‘R2(137)ОIIRSO2NHCNR‘R2(137)оrso2n—с—nr’(138)оrso2n—с—nr’(138)ОII rt-MeCGH4SO2NHCAr(139)ОII rt-MeCGH4SO2NHCAr(139)
О
IIRSO2NHCNR‘R2
(137)
О
IIRSO2NHCNR‘R2
(137)
о
rso2n—с—nr’
(138)
о
rso2n—с—nr’
(138)
О
II rt-MeCGH4SO2NHCAr
(139)
О
II rt-MeCGH4SO2NHCAr
(139)
Сульфоннлизоцианаты очень легко вступают в реакции [2 + 2] - циклоприсоединения; еще легче в эти реакции вступает хлор- сульфонилизоцианат. Известны примеры таких реакций с олефинами, алленами, ацетиленами, диенами, триенами, кетеном, кетонами, альдегидами, амидами, мочевинами, азосоединениями, иминами, сульфоксидами, тпокарбоннльными соединениями и различными соединениями фосфора [174]. Обычно в этих реакциях первоначально образуются соединения с четырехчленным циклом, которые затем расщепляются. Например, из бензальдегида и хлорсульфонилизоцианата получен N-бензилиденсульфамоил- хлорид (140), который образуется, по-видимому, из первоначально возникающего (141), распадающегося с выделением диоксида углерода. В этих реакциях циклоприсоединения карбонильный атом углерода является электрофильным, а атом азота — нуклеофильным. Не всегда раскрытие четырехчленного цикла происходит с отщеплением диоксида углерода или каких-либо других фрагментов. Из 1,4-дициклопропилэтилена и п-толуолсульфонил- изоцианата образуется р-лактам (142), который при нагревании перегруппировывается в ациклический амид (143) [182]. Даже в случае первоначального осуществления реакции 1,2-циклопри- соединевия может оказаться, что конечный продукт образовался другим путем. Из циклогептатриена с хорошим выходом образуется продукт 1,6-присоединения (144), который, как полагают, получается в результате перегруппировки первоначально образующегося 1,2-аддукта (145) через (146) [183]. Аналогично, хлор- сульфопилизоцианат присоединяется к диену (147) [184]. Основным продуктом в этой реакции является (148), образующийся из (149) [184]. При гидролизе под действием оснований в аддуктах из хлорсульфонилизоцианата разрывается связь сера—азот. Так. в результате гидролиза из (144) образуется лактон, а из (148)— лактам с незамещенным атомом азота.
PhHC—ОC1SO2N—С—ОPhHC—ОC1SO2N—С—ОArSO2N—C=OArSO2N—C=O(143)(143)PhCH—NSO2Cl(НО)PhCH—NSO2Cl(НО)(141)(142)(141)(142)Ar = C6H4Me-nAr = C6H4Me-n11.19.10. ДРУГИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ СУЛЬФОНОВЫХ КИСЛОТ11.19.10. ДРУГИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ СУЛЬФОНОВЫХ КИСЛОТ
PhHC—О
C1SO2N—С—О
PhHC—О
C1SO2N—С—О
ArSO2N—C=O
ArSO2N—C=O
(143)
(143)
PhCH—NSO2Cl
(НО)
PhCH—NSO2Cl
(НО)
(141)(142)
(141)(142)
Ar = C6H4Me-n
Ar = C6H4Me-n
11.19.10. ДРУГИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ СУЛЬФОНОВЫХ КИСЛОТ
11.19.10. ДРУГИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ СУЛЬФОНОВЫХ КИСЛОТ
Существует еще ряд производных сульфоновых кислот. Например, известны сульфонилтиоцианаты RSO2SCN (185] и суль- фонилцианиды RSO2CN [186], а также сульфонодиимидовые кислоты (150) [187] и сульфонодиимидамиды (151) (188]. Изучена стереохимия реакций нуклеофильного замещения хлора в соединениях последних двух классов (уравнение 101) [90].
NHNH
IIII
R— S—ОНR—S—NH2
NHNH
(150)(151)
nco2rо
Ar»-S—Cl —e2NH > Ar*-S-*NMe2(Ю1)
о^co2r
Ar = C6H4Me-n; R=(—)-ментил
ЛИТЕРАТУРА
G. C. Barrett, in Organic Compounds of Sulphur, Selenium, and Tellurium, ed D H Reid, The Chemical Society, London, 1973, vol 2, chapter 1
M Quaedvlieg, in 'Methoden dei Organischen Chemie (Houben-Weyl). e . h. MQller, Thieme Verlag Stuttgart, 4th edn., 1955, vol. IX, chapter 14.
F Muth in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. Mui- ' ier, Thieme Verlag, Stuttgart 4th edn vol. IX, chapter 16.
R. D. Howells and J. D. McCown, Chem Rev., 1977, 77, 69
I A. Modro, K. Yates, and J. Janata, J. Amer. Chem. Soc., 197o. 97, 1492. ,
G C. Barrett, in ‘Organic Compounds of Sulphur, Selenium, and tellurium, ed. D. H. Reid, The Chemical Society, London, 1970, vol. 1, chapter 2.
G C Barrett, in ‘Organic Compounds of Sulphur, Selenium, and Tellurium, ed D. H. Reid, The Chemical Society, London, 19/5, vol. 3, chapter I.
E. E. 'Gilbert, Synthesis, 1969, 3.
E. E. Gilbert, ‘Sulfonation and Related Reactions, Interscience, New lock,
7.
8.
9.
S. Levi, D. Gertner, and A. Zilkha, Israel J. Chem., 1973, 11, 587.
M. D. Robbins and C. D. Broaddus, J. Org. Chem., 1974, 39, 2459.
D. M. Brouwer and J. A, van Doorn, Rec. Trav. chim., 1969, 88, 1041.
В. V. Smich, in Organic Reaction Alechanisms. 1975', ed. A. R. Butler and
10.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
AV J. Perkins, Wiley, New York. 1977, chapter 7.
P Bourgeois, G. Merault, N. Duffaut, and R. Galas, J. Organometallic Chem., 1973, 59, 145.
Lindner and R. Grimmer, Chem. Ber. 1971, 104, 544.
Paschel and C. Kaiser, Chem. Ber., 1964, 97, 2903.
S. Yoneda, M. T. Griffin, and D. IF. Carlyle, J. Org. Chem., 1975, 40, 375.
L. R. Green and J. Hine, J. Org. Chem., 1974, 39, 3896.
F. C. Kokesh and R. E. Hall, J. Org. Chem., 1975, 40, 1632.
L. Neelakantan and IF. H. Hartung, J. Org. Chem., 1959, 24, 1943.
Hayatsu. Y. Wataya, and K. Kai, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 724.
IF. Pendergast, J. C. S. Perkin I, 1975, 2240.
T. J. Wallace and A. Schriesheim, Tetrahedron Letters, 1963, 1131.
T. H. Chao and IF. B. Hardy, Chem. and Ind. (London), 1965, 81.
R. J. Kennedy and A. M. Stock, J. Org. Chem., I960, 25, 1901.
Л C. Showell, J. R. Russell, and D. Swern, J. Org. Chem., 1962, 27, 2853.
27. J. E. Cooper and J. M. Paul, J. Org. Chern., 1970, 35, 2046.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
P. J. Stang and R. Summerville, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 4600.
Ternpesti, L. Giuffre, G. Sioli, M. Fornaroli, and G. Airoldi, J. C. S. Perkin I, 1974, 771.
Klages and F. E. Malecki, Annalen, 1966, 691, 15.
J. K. Weil, F. D. Smith, and A. J. Stirton, J. Org. Chem., 1962, 27, 2950.
L. G. Cannell, J. Amer. Chem Soc., 1957, 79, 2927.
F. Puschel and C. Kaiser, Chem. Ber., 1964, 97, 2917.
M. 1. Page, in ‘Organic Reaction Mechanisms, 1975', ed. A. R. Butler and
M. J. Perkins, Wiley, London, 1977, chapter 2.
H. Eckoldt, in ‘Methodcn der Organischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. Muller, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn., 1955, vol. IX. chapter 15.
r. Muth, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. Muller, Theme Verlag, Stuttgart, 4th. edn., 1955, vol. IX, chapter 18.
V. D. Tiers, J. Org. Chem., 1963, 28, 1244.
Berthold, C. Brdunig, S. Grosse, M. Hampel, F. D. Kopinke, W. Pritzkow, and G. Stachowski, J. prakt. Chem., 1976, 318, 1019.
A. Etienne, G. Lonchambon, and C. Benard, Bull. Soc. chim. France, 1976, 483.
Asinger, G. Geiseler, and M. Hoppe, Chem. Ber., 1958, 91, 2130.
V. Bhattacharya, C. Eaborn, and D. R. M. Walton, J. Chem. Soc. (C), 1968, 1265.
45.
46.
-47
L S Grossed and R. F. Langler, Canad. J. Chem., 1977, 55, 407.
R. T. Langler, Canad. J. Chem., 1976, 54, 498
in-то S,or^ers' ^r-' L. MacDonell, and /. L. Chambers, Jr., J. Org 1972, 37, 3549.
д" r Qeaman ап^ R- K. Robins, J. Amer. Chem. Soc., 1961, 83, 4038.
2766 Pos’lkus' J- ^- Harwell, and F. A. Magnotta, J. Org. Chem.. 1963, 28,
. Chem.,
W^ E. Truce, D. L, Hearing, and G. C. Wolf, J. Org. Chem., 1974, 39, 238,
l F Kins Accounts Chem. Res., 1975, 8, 10.
i F Kins and S. AL Loosmore, J. C. S. Chem. Comm., 1976, 1011.
SO' G A Olah and H. C. Lin, Synthesis, 1974, 342.
51 G A. Olah, S. Kobayashi, and J. Nishimura, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95,
S9 G A. Olah J. Nishimura, and Y. Yamada, J. Org. Chem., 1974, 39, 2430.
53 Y. Amiel, J. Org. Chem., 1971, 36, 3691, 3697.
A. 1. Khodair, A. Swelion, and A. A. Abdel-Wahab, Phosphorus and Sulfur 1976, 2, 165, 169.’
/. L. Kice and E. A. Lunney, J. Org. Chem., 1975, 40, 2125..
55A.DeCai and R. Van Poucke,J. Org. Chem., 1963,28, 3426.
H.Fukuda, F. J. Frank, andW. E. Truce, J. Org.Chem., 1963, 28,1420.
С. M. M. da Silva Correa and W. A. Walers, J. Chem. So... (C), 1968, 1880
F. Muth, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben — Weyl)’, ed. e’ Muller,Thieme Verlag, Stuttgart,4th edn., 1955, vol.IX, chapter 20.
M.G. Stout, M. J. Robins, R.K. Olsen, and R. K.Robins, J. Medicin,Chem
1969, 12, 658."’
R.K.Crossland and K- L. Seruis, J. Org Chem.,1970, 35, 3195.
D.Ykman and H. K. Hall, Jr,, J. OrganometallicChem., 1976,116,153.
H.A.Steaab and K. Wendel, Chem. Ber., 1960, 93, 2902.
E.C.Taylor, G. W. McLay, and A. McKillop, J.Amer. Chem.Soc.,1968 90
2422.’
A. Etienne, J. Vincent, and G. Loncharnbon, Cumpt. rend (C), 1970, 270, 841.
D. Klamann and P. Weyerstahl, Chem. Ber., 1965, 98, 2070.
H. Bohme and P.-H. Meyer, Synthesis, 1971, 150.
M. Schmeisser, P. Sartori, and B. Lippsmeier, Chem. Ber., 1969, 102, 2150.
H. Hopff and H. Liissi, Helv. Chim. Acta, 1959, 42, 2742.
R. L. Dannley and R. V. Hoffman, j. Org. Chem. 1975, 40, 2426.
H. Distler, Angew. Chem. Intern. Edn., 1965, 4, 300.
D. C. Dittmer, in ‘Organic Compounds of Sulphur, Selenium, and Tellurium*, ed. D. H. Reid, The Chemical Society, London, 1975, vol. 3, chapter 2.
T. Durst, in ‘Organic Compounds of Sulphur, Selenium, and Tellurium', ed. D. H. Reid, The Chemical Society, London, 1975, vol. 3, chapter 3.
C. G. Krespan, В. E. Smart, and E. G. Howard, J. Amer. Chem. Soc., 1977, 99, 1214.
F. G. Bardwell, R. D. Chapman, and С. E. Osborne, J. Amer. Chem. Soc., 1959, 81, 2002.
J, H. Helberger, Annalen, 1954, 588, 71.
N. K. Sharma, F. de Reinach-Hirtzbach, and T. Durst, Canad. J. Chem., 1976, 54, 3012.
E. T. Kaiser, in ‘Organic Chemistry of Sulfur’, ed. S. Oae, Plenum, New York, 1977, chapter 12.
P. Veeravagu, R. T. Arnold, and E. W. Eigenmann, J. Amer. Chem. Soc., 1964, 86, 3072..
K. Hovius and J. B. F. N. Engberts, Tetrahedron Letters, 1972, 2477.
U. Zehavi, J. Org. Chem., 1975, 40, 3870.
L. R. Subramanian, M. Hanack, L. W. K. Chang, M. A. Imhoff, R. V. R. Schleys, F. Effenberger, W. Kurtz, P. J. Stang, and T. E, Dueber, J. Org. Chem., 1976, 41, 4099.
P. Place, M. L. Roumestant, and J. Gore, Bull. Soc. chim. France, 1976, 169.
R. O. Hutchins, K. Kandasamy, C. A. Maryanoff, D. Masilamani, and B. E.Ma- ryanoff, J. Org. Chem., 1977, 42, 82.
Denney and B- Goldstein, J. Org. Chem., 1956, 21, 479.
n Carnahan, Jr., and W. D. Closson, Tetrahedron Letters, 1972, 3447.
oo n Johnson a»d G. A. Dutra, J Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 7777, 7783.
о \?иУие^ aPd Al. Schlosser, Angew. Chem. Internal. Edn., 1974, 13, 82.
" Baur' >n ‘Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry’, ed A. Senning, 90York- 1972. voL 3- chapter 24.
91 w м o°nes and D- J- Cram> J- Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 2183.
w. H. Baarschers, Canad. J. Chem., 1976, 54, 3056.
d ipnsen and. G. Goldman, in ‘Friedel-Crafts and Related Reactions’, ed.
г ЛИО Interscience, New York, 1964, vol. 3, part 2, chapter 41.'
?Grombie and A. G. Jackiin, J. Chern Soc., 1957, 1622.
or' I Fleming and T. Mah, J. C. S. Perkin I, 1976, 1577.
к F Truce and D. J. Vrencur, J. Org. Chern., 1970, 35, 1226.
nc н Feuer and AL Auerbach, J. Org. Chern, 1970, 35, 2551.
I G Fillet, Phosphorus and Sulfur, 1976, 1, 341.
C R Farrar and A. Williams, J. Amer. Chem. Soc., 1977, 99, 1912.
qq / Zeid H. Moussa, and I. Ismail, Annalen, 1974, 1816.
inn 1 Woiinsky and R. L. Marhenke, J. Org. Chem., 1975, 40, 1766.
ni /' Woiinsky, R. L. Marhenke, and R. Lau, Synth. Comm., 1972, 2, 165.
102 /? D. Trepka, J. K. Harrington, and I. W. Belisle, J. Org. Chem., 1974, 39,
103.104.105.106.103.104.105.106.107.107.108.109.ПО.111.112.113.114.108.109.ПО.111.112.113.114.115.116.117.118.119.120.121.122.123.124.125.115.116.117.118.119.120.121.122.123.124.125.126.126.127.128.127.128.129.129.130.131.132.133.134.135.136.137.138.139.140130.131.132.133.134.135.136.137.138.139.1401094.
103.
104.
105.
106.
103.
104.
105.
106.
107.
107.
108.
109.
ПО.
111.
112.
113.
114.
108.
109.
ПО.
111.
112.
113.
114.
115.
116.
117.
118.
119.
120.
121.
122.
123.
124.
125.
115.
116.
117.
118.
119.
120.
121.
122.
123.
124.
125.
126.
126.
127.
128.
127.
128.
129.
129.
130.
131.
132.
133.
134.
135.
136.
137.
138.
139.
140
130.
131.
132.
133.
134.
135.
136.
137.
138.
139.
140
F A. Cotton and P. F. Stokely, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 294.
P J. De Christopher, J. P. Adamek, G. D. Lyon, S. A. Klein, and R. J. Baumgarten, J. Org. Chem., 1974, 39, 3525.
p E. Fanta and C. S. Wang, J. Chem. Educ., 1964, 41, 280.
F. Muth, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. Muller, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn, 1955, vol. IX, chapter 19.
A.’Arcoria, V. Librando, E. Maccarone, G. Musumarra, and G. A. Tomaselli, Tetrahedron, 1977, 33, 105.
J. C. Sheehan, U. Zoller, and D. Ben-Ishai, J. Org. Chem., 1974, 39, 1817.
B. Helf erich and K. G. Kleb, Annalen, 1960, 635, 91.
/. G. C. Coutts and M. Hamblin, J. C S. Perkin I, 1975, 2445.
W. L. Mock and R. M. Nugent, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 6521.
S. Searles and S. Nukina, Chem. Rev., 1959, 59, 1077.
B. Helf erich and H. Boshagen, Chem. Ber., 1959, 92, 2813.
R. O. Hutchins, F. Cistone, B. Goldsmith, and P. Heuman, J. Org. Chem., 1975, 40, 2018.
G. A. Olah and J. A. Olah, J. Org. Chem., 1965, 30, 2386.
E. M. Kaiser and P. L. A. Knutson, J. Org. Chem., 1975, 40, 1342.
M. Kobayashi, M. Okahara, S. Komori, and T. Agawa, Synthesis, 1973, 667.
S. J. Shafer and IF. D. Closson, J. Org. Chem., 1975, 40, 889.
D. Hellwinkel and M. Supp, Chem. Ber., 1976, 109, 3749.
B. Loev and F. Dowalo, Tetrahedron Letters, 1959, 781.
F. E. Hardy. J. Chem. Soc. (C), 1970, 2087.
W. Szalecki, Synth. Comm., 1976, 6, 243.
S. Ho and T. Oya, Bull. Chem. Soc. Japan, 1967, 40, 418.
T. Shingaki, N. Torimoto, M. Inagaki, and T. Nagai, Chem. Letters, 1973, 1243.
IF. F. J. Huurdeman, H. Wynberg, and D. W. Emerson, Svnth. Comm., 1972, 2, 7.'
К. B. Sharpless, T. Hori, L. K. Truesdale, and С. O. Dietrich, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 269.
A.N.K.F.R.A.N.K.F.R.К. B. Sharpless, A. O. Chong, and K. Oshima, J. Org. Chem., 1976, 41, 177. F. Muth, in ‘Methoden dec Organischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. Muller, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn., 1955, vol. IX, chapter 17.
A.
N.
K.
F.
R.
A.
N.
K.
F.
R.
R. C. Paul, S. K. Sharma, R. D. Sharma, and К. C. Malhotra, Chem. and Ind. (London), 1971, 702.
N.N.D. Martin, Chem. Ber., 1965, 98, 3286.
N.
N.
Kunieda and S. Oae, Bull. Chem. Soc. Japan, 1968, 41, 233.
Koeberg-Telder, C. Ris, and H. Cerfontain, J. C. S. Perkin II, 1974, 98.
H. Christensen, Acta Chem. Scand., 1961, 15, 1507.
nuthmacher, G. Konig, and F. Effenberger, Chem. Ber., 1975, 108, 2947.
Kpenberger and K. Huthmacher, Chem. Ber., 1976, 109, 2315.
Laird and M. J. Spence, J. Chem. Soc. (B), 1971, 451, 1434.
S. Khan and L. N. Owen, J. Chem. Soc. (C), 1971, 1448.
& £ Gilbert, J. Org Chem., 1963, 28, 1945.
• Kraus and G. Zartner, Tetrahedron Letters, 1977, 13.
2736 e^erec^* z*' Wagner, H. Beck, and R. J. Klein, Chem. Ber., 1960, 93,
л Schoberl anti A. Wagner. in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-
Weyl)’, ed. E. Miiller, Thiemev flag, Stuttgart, 4th edn., 1955, vol. IX, chap- moand E. Began, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 3912.
J L Kice and L. F. Malian, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 4259.
G. C. Denzer, Jr., P. Allen, Jr., P. Conway, and J. M. van der Veen J Org. Chem., 1966, 31, 3418.
J. L. Klee, G. J. Kasperek, and D. Patterson, J. Amer. Chem. Soc., 1969, 91, 5516.-
R. H. Shapiro, Org. Reactions, 1976, 23, 405.
N. J. Cusack, С. B. Reese, and B. Roozpeikar, J. C. S. Chem. Comm., 1972, ' 1132.’
0. Attanasi, L. Cagltoli, and F. Gasparrini, J. C. S. Chem. Comm., 1974, ' 138.’
G. It7. Kaufman, J. A. Smith, G. G. Vander Stouw, and H. Shechter, J. Amer.
Chem. Soc., 1965, 87, 935.
R. T. Taylor, C. R. Degenhardt, W. P. Melega, and L. A. Paquette, Tetrahedron Letters, 1977, 159.
E. J. Corey and H. S. Sachdev, J. Org. Chem., 1975, 40, 579.
P. Wieland, Helv. Chim. Acta, 1970, 53, 171.
Chem., 1966, 31, 3418.
G. Rosini and G. Baccolini, J. Org. Chem., 1974, 39, 826.
L. Caglioti and M. Magi, Tetrahedron, 1963, 19, 1127.
G. It7. Kabalka, D. T. C. Yang, J. H. Chandler, and J. D. Baker, Jr., Synthesis, 1977, 124.
S. Ito, Y. Tanaka, A. Kakehi, and K. Kondo, Chem. Letters, 1973. 1071.
E. Mosettig, Org. Reactions, 1954, 8, 218 fMoseTTue Э.—В кн.: Органические реакции. Т. 8. М., Издатинлит, 1956, с. 288].
О. Bayer, in ‘Methoden der Oranischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. zMul- ler, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn., 1954, vol. 7, part 1, p. 297.
/. E. Gurst, in ‘The Chemistry of the Azide Group’, ed. S. Patai, Interscience, New York, 1971, chapter 3.
G. P. Balabanov and Y. I. Dedgunov, Zhur. org. Khim., 1965, 2, 1256 (Chem. Abs., 1967, 66, 55169); Балабанов Г. П.. Дергунов К). И,—Ж. орг. хим., 1966, 2, 1256.
М. Е. С. Biffin, J. Miller, and D. В. Paul, in ‘The Chemistry of the Azide Group’, ed. S. Patai, Interscience, New York, 1971, chapter 2.
S. /. Weininger, S. Kohen, S. Mataka, G. Koga, and J. P. Anselme, J. Org. Chem., 1974, 39, 1591.
T. R. Steinheimer, D. S. Wulfman, and L. N. McCullagh, Synthesis, 1971, 325. 164. M. Regitz and D. Stadler, Annalen, 1965, 687, 214.
R. A. Abramovitch and E. P. Kyba, in ‘The Chemistry of the Azide Group’, ed.
S. Patai. Interscience, New York, 1971, chapter 5.
R. A. Abramovitch, in ‘Organic Reactive Intermediates’, ed. S. P. McManus, Academic, New York, 1973, chapter 3.
R. Kreher and G. Jager, Z. Naturforsch., 1976, 31b, 126.
D. S. Breslow, E. I. Edwards, E. C. Linsay, and H. Omura, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 4268.
R. A. Abramovitch, G. N. Knaus, and V. Uma, J. Org. Chem., 1974, 39, 1101.
W. B. Renfrow and M. Devadoss, J. Org. Chem., 1975, 40, 1525.
R. A. Abramovitch and W. D. Holcomb, J. Amer. Chem. Soc., 1975, 97, 676.
R. Cremlyn, Internal. J. Sulfur Chem., 1973, 8, 133.
H. Ulrich, Chem. Rev., 1965, 65, 369.,
H. Vrich, ‘Cycloaddition Reactions of Heterocumulenes’, Academic, New York, 1967, chapter 4..
H Ulrich and R. Richter, in ‘Newer Methods of Preparative Organic Chemi’ cc*' W- F°ersL Academic, New York, 1971, vol. 6, p. 280.
W.H. Daly and H. J. Holte, J. Org. Chem., 1974, 39, 1597.
J. b. Franz and C. Osuch, J. Org. Chem., 1964, 29, 2592.
К. Rasmussen and A. Hassner, Chcm. Rev., 1976, 76, 389.
179 R Graf, Angew. Chrm. Internal. Edn., 1968 7, 172.,
F J Moriconi •Mechanisms of Reactions of Sulphur Compounds, Intra-Scicn- ce Research Foundation, Santa Monica, California, 1968, p. 131.
1R| f W McFarland and L. C. Yao, J. Org. Chcm., 1970, 35, 123.
Я0 F FHcnbereer and W. Podzun, Angew. Chcm. Internat. Edn., 1969, 8, 976.
Из E. J Moriconi and C. F. Hummel, J. Org. Chern., 1976 41 3583.
W. E. Volz and L. A. Paquette, J. Org. Chcm, 1976, 41, 57.
185 G. C. Wolf, J. Org. Shorn., 1974, 39, 3454.
186 J C Jagt and A. M. van Leusen, J. Org. Chern., 1974, 39, 564.
187' H. Takei, I. Watanabe, and T. Mukaiyama, Bull Chern. Soc. Japan, 1965, 38, ' 1989.
R G. Laughlin, J. Amer. Chcm. Soc., 1968, 90, 2651.
СУЛЬФАМОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
К. К. АН ДЕРСЕН (University of New Hampshire')
СВОЙСТВА СУЛЬФАМОВЫХ КИСЛОТИ ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
Сульфамовые кислоты имеют общую формулу (1), где R и R1 — атомы водорода, а также алкильные, арильные, ацильные или сульфонильные группы. Сульфамовой кислотой называют соединение H2NSO2OH. Соединения с алкильными заместителями у атома азота более стабильны, чем аналогичные арильные производные. Диалкильпые производные устойчивы в разбавленных водных растворах оснований, но медленно гидролизуются в кислотах. Диарилзамещснные соединения неустойчивы в форме свободных кислот, но стабильны в. виде солей. Хорошо известны производные сульфамовых кислот со структурой (2), образующиеся из третичных аминов; их с успехом используют в реакциях сульфирования (см. разд. 11.19.1.1). Известно большое число хлорангпдридов (3) и эфиров (4) этих кислот, которые являются полезными синтетическими интермедиатами. Синтезировано большое число сульфонамидов (5). Превращениям этих соединений посвящено несколько обзорных статей [1—3]. Периодически появляются обзоры, посвященные исследованиям механизмов реакций [4]. Сама сульфамовая кислота широко используется в промышленности, а ее производные применяются в качестве лекарственных препаратов, в сельском хозяйстве, а также как вещества, заменяющие сахар, особенно циклогсксилсульфамат натрия [5]. Сульфаматная группа встречается также в природных соединениях, например в гепарине [2].
RR'NSO,OH R3N— SO3 R2NSO2C1 RR'NSOjOR» RR'NSO2NR’Rs (1)(2)(3)(4)(5)
11 202 МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАМОВЫХ КИСЛОТИ ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
Основной метод синтеза сульфамовых кислот [1, 2] основан на сульфаминпровапни аминов триоксидом серы или хлорсульфоновой кислотой (уравнение 1) [6]. Изоцианаты [7] и уретаны превращаются в сульфамовые кислоты при обработке олеумом. Под действием хлорсульфоновой кислоты N-алкил-п-толуолсуль- фонамиды распадаются на n-толуолсульфонилхлорид и алкил- сульфамовую кислоту. Гидроксиламины и оксиды аминов реагируют с диоксидом серы с образованием аминосульфитов, которые перегруппировываются в сульфамовую кислоту, вероятно, через пон-радикальную пару [3,8] (уравнение 2).
СО2НСО2Н
|C5H5NSO3, NaOH|
HOCH2CHNH2 > HOCH2CHNHSO3Na(1)
+ so2++
PhMe2M—0" » PhMe2N—0S02 —> PhMe2N—SOj(2)
Сульфамоилхлориды (3) часто получают взаимодействием гидрохлорида амина с сульфурилхлорндом, но возможности этого метода ограничены использованием простых алкиламинов и аминов, не имеющих других функциональных групп, способных реагировать с сульфурилхлорндом [I]. Перспективным методом синтеза этих соединений является взаимодействие солей сульфамовых кислот с пентахлорндом фосфора. Этим путем был впервые синтезирован фенилсульфамоилхлорид (6) [7]. Сульфамопл- хлориды получаются также последовательным превращением амина в хлорамин реакцией с гипохлоритом натрия и затем взаимодействием этого интермедиата с хлором и диоксидом серы. Этим методом из пиперидина получено соединение (7) [9]. Эфиры сульфамовых кислот (4) обычно получают взаимодействием сульф- амоилхлоридов с алкоксид- или феноксид-ионами. Так, при обработке диметилсульфамоилхлорида метоксидом натрия в метаноле получен метиловый эфир диметилсульфамовой кислоты (8) [I].
PhNHSO2Cl ^ ^NSO2C1 Me2NSO2OMe PhNHSO2NHPh(6) (7) (8) (9)
Симметричные сульфонамиды (5) получают обработкой аминов сульфурилхлорндом в пиридине [1,10] или реагентом К- Фише- ра (раствор иода и диоксида серы в пиридине) [11]. При использовании этого реагента получен М.М'-дифенилсульфонамид (9) с почти количественным выходом [И]. Несимметричные сульфонамиды получают реакцией сульфамоилхлорндов с аминами [1].Счи- тают, что эта реакция проходит с промежуточным образованием 554
сульфониламинов (10) (уравнение 3) [12].
rper-BuXHSO2NHR (3)rper-BuXHSO2NHR (3)EtoXRNH2
rper-BuXHSO2NHR (3)
rper-BuXHSO2NHR (3)
r^z-BuNHSOjCl >- rper-BuX=SO2 >*
(Ю)
cf3co2hrper-BuXHSO2XHR ►PhCH=NSO2N=CHPhcf3co2hrper-BuXHSO2XHR ►PhCH=NSO2N=CHPhrper-BuO2CCF3 + H2XSO2NHR (4)rper-BuO2CCF3 + H2XSO2NHR (4)PhPhN^/NHN^/NHso2so2(12)(12)CO2EtCO2Et(11)(11)
cf3co2h
rper-BuXHSO2XHR ►
PhCH=NSO2N=CHPh
cf3co2h
rper-BuXHSO2XHR ►
PhCH=NSO2N=CHPh
rper-BuO2CCF3 + H2XSO2NHR (4)
rper-BuO2CCF3 + H2XSO2NHR (4)
Ph
Ph
N^/NH
N^/NH
so2
so2
(12)
(12)
CO2Et
CO2Et
(11)
(11)
При обработке трифторуксусной кислотой дизамещенного сульфонамида, у которого один из заместителей — трет-бутильная группа, образуется первичный сульфонамид вследствие отщепления трег-бутильной группы (уравнение 4). На комбинации двух последних реакций основан метод синтеза первичных сульфонамидов [12]. Незамещенный сульфонамид H2NSO9NH9 реагирует с бензальдегидом в кислой среде с образованием N,N/-дибeнзилидeн' сульфонамида (11) [13]; эта реакция является общей [14]. Сульфонамид реагирует также и с дикарбонпльными соединениями с образованием циклических сульфонамидов; например, с этиловым эфиром бензоилпировпноградной кислоты PhCOCH2COCO2Et получается сульфонамид (12) [15].
11.20.3. РЕАКЦИИ СУЛЬФАМОВЫХ КИСЛОТИ ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
Сульфамовые кислоты и их производные могут гидролизоваться под действием кислоты; изучены механизмы этих реакций [3, 4]. Соли фенилсульфамовой кислоты при нагревании перегруппировываются в о- и п-сульфанпловые кислоты [1]; изучен механизм этой перегруппировки [3]. СулЬфамовые кислоты можно хлорировать, нитрозировать и нитровать по атому азота [1].
Сульфамоилхлориды реагируют с нуклеофилами с замещением атома хлора (см. разд. 11.20.2). Они также реагируют с ароматическими углеводородами в присутствии хлорида алюминия с образованием N,N-диaлкилcyльфoнaмидoв (уравнение 5) [16] Алкилсульфаматы перегруппировываются при нагревании; папри- мор, эфир (8) превращается в соединение (2; R=Me) [1]. N.N'- Диарилсульфонамиды способны сульфонилировать анилины. При нагревании (9) в N.N-диметиланилиие образуется сульфонамид
Л1С1з. РЬИMc2NSO2C1> Me2NSO2Ph
n-Mc2NCfiH4SO2NHPhTp.T-BuNHSO2XHBu-rper
(13)(14)
rper-BuNHSO2OMe ' rper-BuN=NBu-TpeT(15)(16)rper-BuNHSO2OMe ' rper-BuN=NBu-TpeT(15)(16)трет-BuNNBu-rperтрет-BuNNBu-rper(17)(17)
rper-BuNHSO2OMe ' rper-BuN=NBu-TpeT
(15)(16)
rper-BuNHSO2OMe ' rper-BuN=NBu-TpeT
(15)(16)
трет-BuNNBu-rper
трет-BuNNBu-rper
(17)
(17)
Интересные реакции происходят при обработке П.П'-ди-трег- бутнлсульфопамнда (14) трет-бутилгипохлоритом. Под действием избытка реагента в метаноле получаются метил-трег-бутилсульф- амат (15) и трет-бутиламин [17]. Если (14) сначала обрабатывают гидридом натрия (с образованием аниона), а затем трет- бутилгипохлоритом, то образуется траис-азосоединение (16), по- вндпмому, через интермедиат (17) [18].
ЛИТЕРАТУР А
A. Dorlars, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl), ed. E. Muller, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn., 1958, vol. XI, part 2, chapter 5.
E. E. Gilbert, ‘Sulfonation and Related Reactions’, Interscience, New York, 1965, . chapter 7.
IV. /. Spillane, Internat. J. Sulfur Chern., 1973, 8, 469.
M /. Page, in ‘Organic Reaction Mechanisms, 1974, ed. A. R. Butler and ' M. J. Perkins, Wiley, London, 1976, chapter 2.
G. A. Benson and IV. /. Spillane, J. Medicin. Chern, 1976, 19, 869.
D. T. Warner and L. L. Coleman, J. Org Chern., 1958, 23, 1133.
/. A. Kloek and K. L. Leschinsky, J. Org. Chern., 1976, 41, 4028.
/. T. Edward and Whiting, Canad. J. Chern., 1972, 49, 3502.
N. C. Hansen, Acta Chem. Scand., 1963, 17, 2141.
E. W. Parnell, J. Chem. Soc., 1960, 4366.
AL Nojima, S. Hasegawa, and N. Tokura, Bull. Chem. Soc. Japan, 1973. 46, 1254.
/. D. Catt and W. L. Matier, J. Org. Chem,. 1974, 39, 566.
M. Knollmuller and K- R. Reich, Monatsh., 1975, 106, 1095.
E. Ziegler and W. Ruf, Z. Naturforsch., 1975, 30b, 951.
J. B. Wright, J. Org. Chem., 1964, 29, 1905
S. K. Gupta, Synthesis, 1977, 39.
B. Weinstein and H. H. Chang, Tetrahedron Letters, 1974, 901.
H. H. Chang and B. Weinstein, J. C. S. Chem. Comm., 1973, 397.
ОРГАНИЧЕСКИЕ СУЛЬФИТЫ И СУЛЬФАТЫ
К. К. АНДЕРСЕН (University of New Hampshire1)
ОРГАНИЧЕСКИЕ СУЛЬФИТЫ
Свойства сульфитов
' Общая структура сульфитов представлена формулой (1), в которой R и R1 могут быть алкильными пли арильными группами. Монозамещенные эфиры (2) неустойчивы, но их соли стабильны [1]. Алкилхлорсульфиты (3) термически нестабильны и при нагревании разлагаются на алкилхлорнд и диоксид серы
Ь56
[1]. Известны аминосульфиты (4), тиолсульфиты (5) и дитиол- сульфпты (6) [2].
о
О
О
О
О
О
II
II
II
II
ROSOR1
ROSOH
ROSC1
RR'NSOR2
RSSOR1
RSSSR1
(О
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
Сульфиты и их производные легко гидролизуются; изучены механизмы гидролиза [3, 4, 5]. Поскольку атом серы в сульфитах является пирамидальным, то в случае несимметричных диза- мещенных производных он может быть хиральным. Это подтверждено экспериментально разделением на оптические изомеры ациклических производных и наличием цис- и тра«с-циклических сульфитов. Подробно изучены конформации ряда циклических сульфитов [6, 7].
Методы получения сульфитов
Соли монозамещенных сульфитов образуются при обработке ■ алкоксидов или феноксидов диоксидом серы, но они не представляют особого интереса для синтеза, хотя при обработке их диазометаном получаются метиловые эфиры (уравнение 1) [1. 2].
ОО
(1)(1)IIII
(1)
(1)
ROSOH + CH2N2 —> ROSOMe + N2
Симметричные сульфиты (I; R = R1) получаются при реакции спиртов или фенолов с тионилхлоридом; при реакции с фенолами необходимо присутствие третичных аминов, их часто используют и в реакциях со спиртами [1, 2]. Этим методом получают также циклические эфиры; например, при обработке пирокатехина пиридином и тионилхлоридом образуется сульфит (7). Несимметричные сульфиты получают взаимодействием хлорсульфитов с соответствующим гидроксисоедпиеннем и пиридином; присутствие пиридина необходимо для предотвращения образования симметричных сульфитов [1, 2]. Аналогично из ацилоинов получают сильфиты—производные ендиолов; например, сульфит (9) получен при обработке ацилоина (8) тионилхлоридом и М,М-дпметил- анилином в хлороформе [8]. Спирты также превращаются в ди- алкилсульфиты с прекрасным выходом под действием иода и диоксида серы в пиридине (реактив К. Фишера) [9]. При реакции ортоэфиров с тионилхлоридом [1] или диоксидом серы [10] образуются диалкплсульфнты (уравнение 2). При действии на Cm^bl ДИМетилсульфита протекает реакция переэтерификации 1*1 (Уравнение 3) [2].
он
СН2=СНСНСП2ОН 4- (McO)2SO
120 °C > — MeOH
CH=CH2
(2)
(3)
Арилсульфиты и первичные алкилхлорсульфиты получают реакцией гидрокспсоедипений с тионилхлоридом (1 экв) [I]. Для получения вторичных алкилхлорсульфитов лучше использовать реакцию диалкилсульфита с тионилхлоридом [I]. Неопентилхлор- сульфит (10) получен обработкой неопентилтриметилсилилового эфира Mc3CCH2OSiMc3 тионилхлоридом [И]. Эпоксиды под действием тионилхлорида превращаются в диалкилсульфиты [1,2], однако возможно образование и хлорсульфитов [12]. Так, из эти- леноксида получен бис (2-хлорэтил) сульфит, а из эпихлоргидрина глицерина — хлорсульфит (11) [12].
ОIIMe3CCH2OSCl(Ю)ОIIMe3CCH2OSCl(Ю)O=SClС1СН2АнСН2С1(11)O=SClС1СН2АнСН2С1(11)
О
II
Me3CCH2OSCl(Ю)
О
II
Me3CCH2OSCl(Ю)
O=SCl
С1СН2АнСН2С1
(11)
O=SCl
С1СН2АнСН2С1
(11)
Реакции сульфитов
Как уже упоминалось выше, сульфиты и их производные легко гидролизуются. Атом серы в этих соединениях очень электрофилен н чувствителен к нуклеофильной атаке, поэтому гидролиз обычно происходит с разрывом связи сера—кислород. Низшие диалкилсульфиты (диметил- и диэтилсульфиты) можно нагревать до температуры кипения и при этом не происходит заметного разложения, но более высокомолекулярные сульфиты с более высокой температурой кипения разлагаются при нагревании главным образом с образованием алкенов [1,2,6—8,13]. В некоторых случаях это происходит, по-видимому, по механизму zp/оэлпми- пирования, поскольку, например, при пиролизе tp/c-2-трет-бутил- циклогексилмстилсульфита (12) образуется 3-грет-бутплциклогек- сен (13) [14].
Изучен фотолиз некоторых сульфитов [7]. Сульфиты способны реагировать с нуклеофилами с образованием продуктов, которые, по-видимому, получаются в результате атаки по атомам 668
ннннВ и-грегВ и-грегO=S~ОМеO=S~ОМеВ и-трет
н
н
н
н
В и-грег
В и-грег
O=S~ОМе
O=S~ОМе
nh2PhCH2CHCO2Hnh2PhCH2CHCO2HОО+NH3(MeO)2SOI-> PhCH2CHCO2Men-MeCeH4SO3HNH2+NH3(MeO)2SOI-> PhCH2CHCO2Men-MeCeH4SO3HNH2(4)(4)[IIEt3NPhCH2OCNHCH2CO2H + n-HOC6H4CH2CHCO2Et + (PhO)2SO :ОО CH2C6H4OH-nIIIII—► PhCH2OCNHCH2CNHCHCO2Et[IIEt3NPhCH2OCNHCH2CO2H + n-HOC6H4CH2CHCO2Et + (PhO)2SO :ОО CH2C6H4OH-nIIIII—► PhCH2OCNHCH2CNHCHCO2Et(5)(5)С13С ОI IIМе2С—О SCI(14)С13С ОI IIМе2С—О SCI(14)СС13 I СН2=СМе(15)СС13 I СН2=СМе(15)СН2С1С12С=СМе(16)СН2С1С12С=СМе(16)СС13Ме2СС1(17)СС13Ме2СС1(17)сеоы Сульфиты используют ДЛЯ синтеза эфиров карбоновых* кислот, в частности эфиров аминокислот (уравнение а также для образования пептидной связи (уравнение 5) (161 Диметилсульфпт является алкилирующим агентом, что можно объяснить, по крайней мере отчасти, его перегруппировкой в метилметансульфонат [2]. Сульфиты окисляются перманганатом в сульфаты, но окисление пероксикислотами не приводит к каким-либо полезным продуктам (см. разд. 11.21.2.2) [2]. При действии хлора на сульфиты разрывается связь сера—кислород. При этом образуется алкилхлорсульфонат и алкилхлорид с одновременным окислением серы (IV) до серы (VI) [2].
nh2
PhCH2CHCO2H
nh2
PhCH2CHCO2H
О
О
+NH3
(MeO)2SOI
-> PhCH2CHCO2Me
n-MeCeH4SO3H
NH2
+NH3
(MeO)2SOI
-> PhCH2CHCO2Me
n-MeCeH4SO3H
NH2
(4)
(4)
[IIEt3N
PhCH2OCNHCH2CO2H + n-HOC6H4CH2CHCO2Et + (PhO)2SO :
ОО CH2C6H4OH-n
IIIII
—► PhCH2OCNHCH2CNHCHCO2Et
[IIEt3N
PhCH2OCNHCH2CO2H + n-HOC6H4CH2CHCO2Et + (PhO)2SO :
ОО CH2C6H4OH-n
IIIII
—► PhCH2OCNHCH2CNHCHCO2Et
(5)
(5)
С13С О
I II
Ме2С—О SCI
(14)
С13С О
I II
Ме2С—О SCI
(14)
СС13 I СН2=СМе
(15)
СС13 I СН2=СМе
(15)
СН2С1
С12С=СМе
(16)
СН2С1
С12С=СМе
(16)
СС13
Ме2СС1(17)
СС13
Ме2СС1(17)
Подробно изучены реакции разложения хлорсульфитов [I]; при этом образуются алкилхлориды и диоксид серы. На примере разложения (14) видна зависимость направления этих реакций от условий их проведения. Гидрохлорид диметиланилиния способствует образованию (15), но в присутствии тетраметиламмоний- иодида образуется (16). Нормальный продукт разложения (17) получается в присутствии хлорида железа(III) пли хлорида алюминия [1]. Для таких реакций характерны перегруппировки,про- асходящие, по-видимому, через карбенисвые интермедиаты, однако еются примеры, в которых не происходили ожидаемые пе- гилпоППИ^°ВКИ" ^3 "сонентилхлорсульфита (10) при нагревании с нагп ХЛ0РИЛом хинолина получается неопситилхлорпд [11]. При ются ЗИИИ С кислотами Льюиса из м-бутилхлорсульфнта образу- н‘ и втор-бутилхлориды, ио при обработке гидрохлоридом
пиридина получается только и-бутилхлорид [1]. Хиральные по атому серы аминосульфиты (4) синтезированы реакцией ахиральных спиртов и М,М,М',М'-тетраметилсульфамида с ( + )-а-фенил- этилизотиоцианатом [17].
ОРГАНИЧЕСКИЕ СУЛЬФАТЫ
Свойства сульфатов
Органические сульфаты могут быть как моно- (18), так и ди- замещенными (19). Широко распространены моногалогенсульфаты, а также различные азотсодержащие производные (см. гл. 11.20). Монозамещенные сульфаты известны, однако значительно более стабильны их соли (20) [1]. Многие из этих солей встречаются в природе, причем R может быть ароматическим кольцом, остатком стероида или углевода [18]. Монозамещенные сульфаты применяются в промышленности [18]. В дизамещенных сульфатах (19; R = алкил) очень легко разрывается связь углерод—кислород; анион (20) является хорошей уходящей группой в реакциях замещения и элиминирования.•
ROSO2OH ROSO2ORlROSO3
(18)■(19)(20)
Диалкилсульфаты гидролизуются с отщеплением алкильной группы и образованием (18) или (20) в зависимости от pH среды; их дальнейший гидролиз происходит значительно медленнее. Диарилсульфаты (19; R, R* = арил) более устойчивы к гидролизу, чем диалкилсульфаты.
Методы получения сульфатов
Моноалкилсульфаты производятся в промышленности сульфатированием алкенов и спиртов (уравнения 6, 7) [18]. Обычно в качестве сульфатирующих агентов используют серную кислоту, триоксид серы и его комплексы с аминами и простыми эфирами, хлорсульфоновую и сульфамовую кислоты. В лабораторной практике для сульфатирования спиртов обычно применяют хлорсульфоновую кислоту [18, 19], но можно использовать и серную кислоту, если образующаяся в реакции вода удаляется дицикло- гексилкарбодиимидом или тионилхлоридом [19]. Сульфатирование фенолов обычно проводят комплексами триоксида серы с аминами, поскольку под действием серной и хлорсульфоновой кислот происходит сульфирование ароматического кольца [18]. Часто при сульфировании олефинов и спиртов серной кислотой образуются диалкилсульфаты, но попытки выделить их в случае высших членов ряда обычно заканчиваются разложением. Однако этим путем можно получить диизопропилсульфат из пропена и 560''
ЛИ н-поопилсульфат из циклопропана [1]. Ряд симметричных диалкилсульфатов получен при обработке диалкилсульфитов алкил- хторсульфатом (уравнение 8) [1].
OSO2OH
H2SO4 I
RCH=CH2 RCHCH3(6)
0SO3HROH > ROSO2OH + HCI(7)
(«-BuO)2SO + w-BuOSO2Cl > (h-BuO)2SO2 + н-BuCl + SO2 (8)
Несимметричные и симметричные сульфаты образуются при окислении перманганатом соответствующих сульфитов. Этот метод особенно полезен для получения циклических сульфатов из циклических сульфитов, синтезируемых из 1,2- пли 1,3-диолов [20]. Циклические сульфаты образуются также в реакциях некоторых циклических простых эфиров [18] пли кетонов с трпокси- дом серы; например, при обработке ппнаколина (21) триоксидом серы получается (22) [21]. Фотохимическая реакция о-хинонов с диоксидом серы приводит к феннленсульфатам; например, из о-бензохинона получен (23) [1, 18]. Обработка алкилхлорсуль- фатов спиртами или алкоксид-ионами приводит к диалкилсульфатам с различными выходами (уравнение 9). Из низкомолекулярных хлоросульфатов диалкилсульфаты получаются с плохими выходами, но при взаимодействии спиртов Сю—Сю с соответствующими хлорсульфатами выходы увеличиваются по мере увеличения числа углеродных атомов [1].
Оso2о
IIо/ ^о\
МезССМе||I J )SO2
‘ Ме2ССМе2/
(22)(23)
PhH, Аh-Ci8H37OH + h-Ci8H37OSO2C1** (h-Ci8H37O)2SO2(9)
Наиболее общий метод синтеза хлорсульфатов основан на взаимодействии спиртов с сульфурилхлоридом [1, 18, 22, 23] (уравнение 10). Хлорсульфаты могут быть получены при взаимодействии диалкилсульфитов с хлором [1], а также при присоединении хлорсульфоновой кислоты к некоторым алкенам, например этилену, пропену, изомерам бутена [18]. При обработке хлорированных углеводородов триокспдом серы часто получаются хлорсульфаты [18], однако сульфат (24) образуется в реакции 1,1,2,2-тетрахлорэтана с олеумом [1, 24]. Иногда в реакции алкенов [25, 26] и фторалкенов [27] с триокспдом серы образуются смешанные циклические ангидриды сульфоновой и серной кислот, называемые карбилсульфатами, пли р-дпсультонами (уравнение 11 [28]; описаны и другие примеры [27]). Фторсульфаты по-
присоединением фторсульфоновой кислоты к олефинам (уравнение 12) [29]. Метил- и этплфторсульфаты образуются при электролизе соответственно метана и этана в смеси Атоосутьфата калия и фторсульфоновои кислоты [30]. Триок- /серы может внедряться по связи углерод—фтор с образованием фторсульфатов [27]. Таким путем из трифторацетилфторида получен трифторацетилфторсульфат (25) [31].
и-РгОН + SO2C12 —> H-PrOSO2Ciи-РгОН + SO2C12 —> H-PrOSO2CiОО(24)(24)oso2foso2ffso2OHМеСН=СН2 *fso2OHМеСН=СН2 *(25)(25)MeCHOSO2FMeCHOSO2F(Ю)(И)(12)(Ю)(И)(12)
и-РгОН + SO2C12 —> H-PrOSO2Ci
и-РгОН + SO2C12 —> H-PrOSO2Ci
О
О
(24)
(24)
oso2f
oso2f
fso2OH
МеСН=СН2 *
fso2OH
МеСН=СН2 *
(25)
(25)
MeCHOSO2F
MeCHOSO2F
(Ю)
(И)
(12)
(Ю)
(И)
(12)
Реакции сульфатов
Монозамещенные алкил- и арилсульфаты гидролизуются значительно медленнее дизамещенных сульфатов [4, 32]. При щелочном гидролизе алкилсульфатов преобладает разрыв связи углерод— кислород, при гидролизе под действием кислот происходит разрыв связи сера — кислород. м-Нитрофенилсульфат и-ОгМСеНзОЗОз гидролизуется под действием основания с разрывом связей улерод—кислород и сера—кислород, а под действием кислоты разрывается связь сера—кислород [32]. Диалкилсульфаты легко реагируют с нуклеофильными реагентами и очень часто используются в качестве алкилирующих агентов [1]. При гидролизе диалкилсульфата или при реакции с нуклеофилами быстро реагирует одна алкильная группа. Уходящая группа — моноалкилсульфат, как указывалось выше, весьма инертна к дальнейшей нуклеофильной реакции. Диметплсульфат реагирует быстрее других диалкилсульфатов, за исключением пятичленных циклических сульфатов [4, 32, 33]. Например, в растворе щелочи этиленсульфат (26) гидролизуется в 20 раз быстрее диметилсульфата, а фениленсульфат гидролизуется в 2 • 107 раза быстрее дифенилсульфата [4]. Детально изучена причина такого увеличения реакционной способности пятичленных (но не шестичленных) циклических сульфатов [4]. Наиболее широко в реакциях алкилирования используют диметил- и диэтилсульфаты, выпускаемые промышлен- 552
ностью однако для введения группы СН2СН2ОН с прекрасным выходом подобно этиленоксиду можно использовать этилепсуль- фат (26) (уравнение 13) [34]. В тех случаях, когда подход нуклеофила к углероду затруднен, чаще всего происходят реакции 1 2-элиминирования или атака на атом серы с разрывом связи сера—кислород. Например, в реакции цис-\,2-циклопентиленсуль- фата (27) с фениллитием образуется 1-фенилциклопентанол (28) [35]. Полагают, что на первой стадии этого процесса происходит 1,2-элиминирование с образованием (29), а последующая нуклеофильная атака на атом серы приводит к (30). К этому еноляту затем присоединяется фениллитий с образованием спирта (28).
/ \Ph Li
О >- PhCH2CH2OSO2OLi(13)
SO2
(26)
Изучены механизмы реакций алкил- и арилхлорсульфатовс водой, спиртами и аминами. Наиболее часто происходит нуклеофильная атака на углерод с замещением группы C1SO3; более детально эти реакции рассмотрены в обзорной статье [23]. Некоторые аспекты химии фторсульфатов описаны в обзоре [36]. Метилфторсульфат MeOSO2F является очень реакционноспособным, но высокотоксичным [37] метилирующим агентом [38, 39].
ЛИТЕРАТУРА
F. Sinn and К. Schimmelschmidt, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Hou- ben-Weyl)’, ed. E. Mtiller, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn., 1963, vol. 6, part 2, p. 421.
H. F. Van Woerden, Chem. Rev.. 1963, 63, 557.
J. G. Tillett, Chem. Rev., 1976, 76, 747.
L G. Tillett, Phosphorus and Sulfur, 1976, 1, 341.
M. C. Rykowski, К. T. Douglas, and E. T. Kaiser, J. Org. Chem., 1976, 41, 141.
/. G. Tillett, Internal J. Sulfur Chem., 1973, 8, 289.
T, Durst, in ‘Organic Compounds of Sulpliur, Selenium, and Tellurium’, ed. D H Reid, The Chemical Society. London, 1975. vol. 3, chapter 3.
4. De Groot, J. A. Boerma, and H. Wynberg, Chem. Comm., 1968, 347.
S. Hasegawa, M. Nojima, and N. Tokura, J. C. S. Perkin I, 1976, 108.
M. M. Rogic, К. P. Klein, J. AL Balquist, and В. C. Oxenrider, J. Org. Chem., 1976,41,482.
^rror^ and P- Tolcher, J. Chem. Soc., 1954, 3640.
т oenne’ Ее Berre, and J. Coquelin, Compt. rend. (C), 1972, 275, 633.
40 330^8’^e^°8S. С. T. Kiers, and A. Piepenbroek, J. Org. Chem., 1975,
F. G. Bardwell and P. S. Landis, J. Amer. Chem. Soc., 1958, 80, 6379.
■ = / Theobald At IV. Williams, and G. T. Young, J. Chem. Soc., 1963, 1927 £ N Yamazaki F Higashi, and M. Niwano, Tetrahedron, 1974, 30, 1319.
ii AtSczykandL Drabowicz, Internal. J. Sulfur Chern., 1973, 8, 349.
1Я E' E. Gilbert, ‘Sulfonation and Related Reactions, Interscience, New York, 1965, chapter 6.„ „
19 F E Gilbert, Synthesis, 1969, 3.
2(1 /.'Lichtenberger andJ. Hincky, Bull. Soc chim. France, 1961,1495.
21 JC Sheehan and ll.Zoller, J Org. Chem, 1974, 39, 3415.
LCharahunbous, Л1.J. Frazer, and W. Gerrard, J. Chem. Soc.,1964,5480.
Ё Bunce! Chem. Rev., 1970, 70, 323.
/ /. Tyminski and К. K. Andersen, J. Heterocyclic Chem., 1968, 5, 289.
Ё. Ё. Gilbert, ‘Sulfonation and Related Reactions', Interscience, New York, 1965,
AL Quaedulieg, in ‘Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)’, ed. E. Muller, Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edn., 1955, vol. IX, p. 351.
В. E. Smart, J. Org. Chem., 1976, 41, 2353.
/. C. Sheehan and U. Zoller, J. Org. Chem., 1975, 40, 1179.
G. A. Olah, J. Nishimura, and У. K. Mo, Synthesis, 1973, 661.
D. Pletcher and C. Z. Smith, Chem. and Ind. (London), 1976, 371.
C. G. Krespan and D. C. England, J. Org. Chem., 1975, 40, 2937.
E. T. Kaiser, in ‘Organic Chemistry of Sulfur*, ed. S. Oae, Plenum, New York, 1977, chapter 12.
G. W. Fischer, R. Jentzsch, V. Kasanzewa, and F. Riemer, J prakt. Chem. 1975 317, 943.
D. Tomalia and J. C. Falk, J. Heterocyclic Chem., 1972, 9, 891.
К. K. Andersen and S. W. Fenton, J. Org. Chem., 1964, 29, 3270.
E. Buncel, ‘Mechanisms of Reactions of Sulfur Compounds’, Intra-Science Research Foundation, Santa Monica, California, 1970, p. 71.
D. At. Van den Ham and D. Van der Meer, Chem. and Ind. (London) 1976, 782.
Л1 Fieser and L. F. Fieser, ‘Reagents for Organic Synthesis’, Wiley, New York, 1975, vol. 5, p. 445.
R. W. Alder, Chem. and Ind. (London), 1973, 983.
ТИОКАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Ф. ДУ У C (Roskilde University)
Формально тиокарбонильные соединения аналогичны карбонильным соединениям и характеризуются наличием в их структуре связи С—S. Такая кратная связь серы(II) с углеродом образуется за счет перекрывания 2р-орбиталеп углерода и Зр-орбита- лей серы. Из-за различий в пространственной симметрии и распределении электронной плотности между участвующими орбиталями такое перекрывание менее эффективно, чем перекрывание 2р — 2р-орбиталей в связи С = О. Исходя из этого понятно, что тиокарбонильные соединения в общем более реакционноспособны, менее стабильны и в большей степени подвержены стабилизирующим влияниям введенных соседних атомов или групп по сравнению с кислородными аналогами. Кроме того, хотя тиокарбонильные соединения во многих реакциях ведут себя аналогично соответствующим карбонильным соединениям, однако реакционная способность этих классов соединений различна, что обусловлено относительно более «мягким» характером и более низкой электроотрицательностью серы, а также большей поляризуемостью связи 664
C —S Следует также добавить, что сера как элемент третьего периода обладает свободными ЗсЛорбиталямп, выяснению роли которых как стабилизирующего фактора для многих типов соединений, не имеющих аналогов среди карбонильных соединений, посвящены обширные исследования и дискуссии, проводимые в настоящее время.
Часто выходят обзоры по химии тиокарбонильпых соединений и по отдельным разделам этого класса веществ. Полную сводку как более старого, так и современного материала можно найти в основных обзорных работах [1—3].
П.22.1. ТИОАЛЬДЕГИДЫ И ТИОКЕТОНЫ
Свойства гиоальдегидов и тиокетонов
Простые тиоальдегиды и тиокетоиы являются неустойчивыми соединениями и вплоть до последнего времени были известны почти исключительно в виде циклических тримеров— 1,3,5-тритиаиов (1), которые обычно выделяли при попытках получения соответствующих мономерных соединений [4—7]. Однако в последнее время благодаря развитию техники лабораторных исследований и пониманию природы связи С —S [8], синтезировано большое число простых алифатических и алициклических тиокетонов (2; R = = R, = алкил; R = алкил, R1 = циклоалкил; R/R1 = — (СН2)П —, п = 4—6), (3) и (4). Опи представляют собой жидкости от красного до фиолетового цвета, легко окисляются на воздухе и обладают различной способностью к ентиолизации и (или) полимеризации [1—3, 9, 10]. Полициклические тиокетоиы, например тиокамфора (5), тиофенхон (6) и адамантантион (7) представляют собой относительно стабильные кристаллические вещества красного цвета. Их до сих пор используют в качестве модельных соединений для изучения реакционной способности неароматических тиокетонов.
R R1R R1(1)(1)(2)(2)R = Н, Me;R = Н, Me;R1 = Н. MeR1 = Н. Me
R R1
R R1
(1)
(1)
(2)
(2)
R = Н, Me;
R = Н, Me;
R1 = Н. Me
R1 = Н. Me
Мономерный тиоацетофеиоп (2; R = Me, R1 = Ph) можно генерировать в виде сине-фиолетовой жидкости при термическом крекинге его стабильного белого кристаллического тримера (1; К ** Me, R1 ^рр^ но этот процесс обратим и быстро происходит
Me MeMe Me(5)(5)
Me Me
Me Me
(5)
(5)
рекомбинация. Темно-синий кристаллический тиобензофенон (2; R = R1 = Ph) известен примерно с 1920 г. Хотя этот тиокетон легко окисляется на воздухе, он достаточно стабилен и для него не известна тримерная форма. Действительно, для ароматических тиокетоиов обычно характерна большая стабильность, что очевидно обусловлено включением тиокарбонильной группы в систему сопряжения. Обычно они представляют собой хорошо кристаллизующиеся соединения с прекрасной интенсивной окраской, изменяющейся от желто-красной до темно-синей в зависимости от природы ароматического ядра, заместителей и наличия гетероатомов. Очень обширен класс гетероциклических ароматических тиокетонов [4, 5]; к нему, например, относятся соединения типов (8) — (Ю), где X — О, S или NR,
До сих пор не выделены простые мономерные тпоальдегиды, но доказано их образование как нестабильных частиц и участие in situ во многих реакциях [1—3]. В настоящее время известно несколько стабильных тпоальдегпдов. Первый представитель этих соединений (11) описан в 1960 г. Вудвардом с сотр. как важный предшественник в полном синтезе хлорофилла а [7]. В последние годы число примеров этого малодоступного класса соединений выросло [2, 3] в основном благодаря работам Райда с сотр. [11, 12]. Все эти тпоальдегиды имеют сходные структуры (см. ниже); их необычная стабильность несомненно обусловлена значительным резонансным участием поляризованных форм, например (12).
МеОСОМеОСО(СН2)2СО—МеОСОМеОСО(СН2)2СО—(11)(11)(12)(12)
МеОСО
МеОСО(СН2)2СО—
МеОСО
МеОСО(СН2)2СО—
(11)
(11)
(12)
(12)
Тиоформальдегид как простейший член этого ряда особенно интересен с теоретической точки зрения. Удалось генерировать в
.^количествах и спектроскопически охарактеризовать это очень МИ G ное соединение [13—15], период полураспада которого "ппбпизптельно равен 6 мин при давлении 0,01—0,05 Па. На осно- Тип анализа микроволнового спектра [13] была определена дли- о связи C=S тиоформальдегида, которая оказалась равной
08 пм что очень близко к значению 160,7 пм, предсказанному иля невозмущенной связи C = S. На основании данных рентгено- стоуктурного анализа была определена длина связи C=S в ди- Ленилциклопропентпоне (13), которая оказалась равной 163,0 пм. Исходя из этого, а также учитывая неодинаковость длин связей углерод—углерод и некопланарность фенильных групп авторы 1161 пришли к заключению, что неправильно изображать это соединение в виде ароматической 2л-электронной цвиттерионной структуры (14), как это было предложено ранее.
Ph—-PhPh—-PhPhPhPhPh
Ph—-Ph
Ph—-Ph
Ph
Ph
Ph
Ph
s(13)s(13)s
s
(13)
s
(13)
(14)
Дипольные моменты тиокетонов, у которых тиокарбонильная функция не участвует в сопряжении или резонансных воздействиях, обычно меньше дипольных моментов соответствующих кетонов (табл. 11.22.1). Это указывает на то, что полярность тиокар- бонильных групп существенно меньше, а возможно даже и обратна, полярности карбонильной группы [17, 18]. Из сравнения дипольных моментов кетонов и тех тиокетонов, у которых возможно внутримолекулярное воздействие на тиокарбоиильную функцию (например, в ряду ароматических тиокетонов, см. табл. 11.22.1) ясно видна значительно большая поляризуемостьтиокарбонильной группы по сравнению с карбонильной группой. Так, в случае ди- фенилциклопропентиона (13) следует считать существенным резонансное участие диполярной структуры (14), и аналогично на основании значения дипольного момента 4,4'-бис (диметиламино) тиобензофенона можно предположить значительный вклад поляризованной структуры (15).
S'
Me2N—/ \=i——NMe2 (15)
Благодаря успехам, достигнутым в последнее время в синтезе тиокетоиов, получена существенная и надежная информация о положении полосы поглощения тиокарбонильной группы в ИК- спектре. В результате тщательного изучения ИК- и КР-спектров тиокетонов и некоторых их дейтерированных аналогов доказано, что валентное колебание связи C=S алифатических тпокетонов находится в области 1244—1272 см-1 [19], в то время как у ароматических тиокетонов — в области ~ 1220 см-1 (см. табл. 11.22.1)
ran221 В ИК-спектре валентное колебание связи ^С—S довольно слабое но благодаря высокой поляризуемости этой связи полоса поглощения в спектре КР достаточно интенсивна [19]. Значения отношений частот поглощения С—О и С S соответствующих алифатических кетонов и тиокетонов, == находят-
ся в области 1,35-1,38 [19, 23]. Это соотношение, которое, по-ви- димому, точнее вычисленного ранее [24], можно использовать для отнесения полос поглощения связей C=S в новых или более сложных тиокетонах [24, 25].
Тиокетоны (и тиоальдегиды [26]) как интенсивно окрашенные соединения обладают по крайней мере одной полосой поглощения в видимой области электронного спектра. Эта так называемая
Таблица 11.22.1. Физические a и спектральные 6 характеристики тиокарбонильной функции в тиоальдегидах и тиокетонах
Соединение
и, Д в
V(C = S), см-1
^макс Им
Тиоформальдегид
1,647 г (2,27)
1063 д
Тиоакролеин
—
—
580
Тиобензальдегид
—
575
Тио.ц^тон
2/1 (2,80)
1269
504
З-Метилбутантион-2
2,30 (2,73)
1254
505
3,3-Диметил бут антион-2
2,25 (2,65)
1248
515
2,4-Диметилпеитантион-З
2,46 (2,68)
1244
500
Тиоацетилциклопропан
—
1282
485
Дициклопропилтиокетон
1278
475
Тиокамфора
2,89 (2,98)
493
Тиофеихон
2,59 (2,96)
488
Дифенилциклопропентион
5,80 е (5,08)
3,87(3,81)
460
2,3-Диметилцнклопентен-2-тнон
568, 557, 529
3,4,4-Т риметилциклопентен- 2-тион
4,09 (4,17)
—
573, 543
3,5,5- Триметилциклогексен- 2-тион
4,01 (3,96)
—
572
3,6,6-Т риметилциклогексен- 2-тион
3,30 (3,82)
W
575
4,4'-Дихлортиобензофенон
1,58 (1,79) 1,71 (1,93) 3,37 (2,95) 3,45 (3,45) 4,44 (3,90)
—
4,4'-Дибромтиобензофенон
—
Тиобензофенон
1226 ж
609
4,4'-Диметилтиобензофенон
1221 3
605
4,4'-Диметокситиобензофенон
1219 н
—
4,4'-Бис(диметил амино)-тио- бензофенон
6,12 (5,16)
—
ные ko?Z,™b\”?c"™b ИК-ене"™ПР^поглощения
в УФ- и видимой части еиект^М
п-> л-перехода [/, У. 10, 16 г-з, 39].
В скобках поиведены
значения Ц Для
соответствую-
щего карбонильного соединения. г
Определено пэ данным микроволновых
спектральных
измерений; см. [13]. А В инертной
газовой матшш? пок 14
К- см. 115]. е Приведено также
значение 5.49 Д; см. [16н]. ж Приве
дены также значения 1207 и 1223 см 1; см.
[21. 22[. J ПР»'
ведг““ |акже значения 1223 и 1217
см-1; см. [21, 22J. 11 Приведено также значение 12-4 с» ,
Таблица 11.22.2. Средние значения химических сдвигов а-нротонов карбонильных и тиокарбонильных соединений в ПМР-снектрах [28]
Группировка
д, млн"1
\д, млн“1
x=s
х=о
1 СНз—с=х
2,65
2,10
0,55
—СН2—С=Х
2,75
2,30
0,45
/СН—с=х
3,20
2,65
0,55
/(-полоса [7] обусловлена тиокарбонпльным /г->-л-переходом. Интенсивность этой полосы поглощения низкая (е = 10—220) н ее точное положение зависит от природы тиокетона (см. табл. 11.22.1). В УФ-области спектра у тиокетонов обнаруживаются по крайней мере две более интенсивные полосы поглощения [9]. Полоса поглощения при более низкой длине волны (~220 нм) приписана п-»-о*-переходу, а другая, так называемая /(-полоса [7], приписана тиокарбонильному л->-л*-переходу. И положение, и интенсивность этой последней полосы поглощения зависят от природы тиокетона и особенно подвержены влиянию сопряжения. У простых алифатических тиокетонов /(-полоса находится в области 230—270 нм [9].
Знание экранирующего влияния тиокарбонильной группы особенно важно для отнесения резонансных сигналов в спектрах ПМР тиокетонов (и вообще тиокарбонильных соединений). На основании изучения спектра ПМР тиокамфоры пришли к заключению [27], что магнитные анизотропии групп C=S и С=О в количественном отношении отличаются, но качественно аналогичны, поэтому для тиокарбонильных соединений конусы экранирования можно изображать так же, как и для карбонильных соединений. Это подтверждается и в случае простых тиокетонов (см. табл. 11.22.2) [9, 28]. В настоящее время имеется очень мало данных о спектральных характеристиках ЯМР ,3С тиокетонов [3]. Однако в качестве предварительного правила можно констатировать, что ядра углерода I3C = S резонируют в более слабом поле (на 20—55 млн-1 [27, 29]), чем соответствующие ядра углерода 13С=О.
Методы получения тиоальдегидови тиокетонов
После синтеза Вудвардом стабильного тиоальдегида (11) началось развитие химии тиоальдегидов, поскольку ранее такие сое-
дпнеипя были известны только в форме их циклических тримеров, например 1,3,5-тритнанов (1; R = Н) [5]. Через несколько лет Райд с corp. [И, 12] синтезировали целый ряд стабильных тпоальдегндов (16) — (18). Все они являлись структурно аналогичными соединениями и были получены с помощью нового варианта синтеза альдегидов по методу Впльсмейера— Хаака, в котором соль Впльсмейера (19) подвергалась сольволизу водным раствором гидросульфнда натрия (уравнение 1).
+-водн. NaSH
RCH=NMe2 РО2С1 > RCH=S(1)
(19)
Основная стадия этой реакции — нуклеофильная атака серу- содержащим агентом по атому углерода полярной С=Х-связн, приводящая к замещению группы X серой. На этом же основано большинство методов, используемых для синтеза тиокетонов. Так, в одном из самых ранних методов использовали реакцию кетонов с пентасульфидом фосфора или иногда с трпсульфидом фосфора [4—7]. Реакцию обычно проводят в кипящем толуоле, ксилоле пли пиридине. Естественно, только очень стабильные тиокетоны, например гетероароматические тиокетоны (8) — (10), могут выдержать эти довольно жесткие условия реакции. Однако в результате недавно проведенных исследований, основанных на представлении о возможном механизме этих превращений с участием высокополярного интермедиата, было показано [30], что реакцию кетонов с пентасульфидом фосфора можно с успехом проводить и в более мягких условиях (при 30 °C) в очень полярных растворителях, например ацетонитриле, тетрагидрофуране или диглиме, и в присутствии основания как катализатора. Механизм [30] реакции приведен в уравнениях 2 и 3. В этих условиях с хорошими выходами были синтезированы тиокамфора, тиоацетофенон, трет-бутпл-п-метоксифенилтнокетоп, ряд тпобензофенопов и ксан- тион (10; X = О) [30]; другой группой исследователей [31^ 33] был синтезирован ряд интересных производных квадратовои кислоты (20) — (24). Для введения серы в аналогичных реакциях используют также О,О-диэтнлдптиофосфоновую кислоту [34], сульфид бора [35], дисульфид кремния [35].
основаниеоснованиеRxхс=о+ SPSJ R1^Me2N=Ph0==S(20)Rxхс=о+ SPSJ R1^Me2N=Ph0==S(20)RR'NХ=—NRR=SRR'NХ=—NRR=Sp2s5* sps;Г Rx1.R'/ XO' Jp2s5* sps;Г Rx1.R'/ XO' J(21) X = 0(22) X =» S(21) X = 0(22) X =» S
основание
основание
Rx
хс=о+ SPSJ R1^
Me2N=Ph
0==S
(20)
Rx
хс=о+ SPSJ R1^
Me2N=Ph
0==S
(20)
RR'N
Х=
—
NRR
=S
RR'N
Х=
—
NRR
=S
p2s5* sps;
Г Rx1
.R'/ XO' J
p2s5* sps;
Г Rx1
.R'/ XO' J
(21) X = 0
(22) X =» S
(21) X = 0
(22) X =» S
(2)
Rx
xc=s + ops; (3)
RR‘N=S"
X:— —=NRR‘+
X = О
X = S
Попытки синтеза тиокетонов и тиоальдегидов реакцией соответствующего карбонильного соединения с сероводородом обычно в присутствии кислотного катализатора предпринимались с конца прошлого века, но вплоть до недавнего времени они оканчивались большей частью безуспешно. Очень часто вместо ожидаемых тиокарбонильпых соединений получались их циклические тримеры (1), соответствующие ге^-дитиолы или полимеры [4—7, 36]. Однако в последние годы эта реакция интенсивно изучалась несколькими группами исследователей [1—3, 8], использовавшими различные кетоны в качестве исходных соединений, в результате чего получены ясные представления о различных ее направлениях (уравнение 4). Направление реакции главным образом зависит от температуры; важны также продолжительность реакции, природа растворителя, природа и первоначальная концентрация реагирующего кетона, стабильность тиокетона и его склонность к ен- тиолизации. В настоящее время контролируемая катализируемая кислотами реакция кетонов с сероводородом, по-видимому, является наиболее универсальным методом синтеза тиокетонов [9, 10]. Этим методом получено большое число простых алифатических тиокетонов; реакции обычно проводят в этаноле при —80-4 -;55°С [28, 37]. Этим методом получены также алициклические тиокетоны [9, 36, 38], циклические а,р-иенасыщенные тпоке- тоны [39], ароматические тиокетоны [10], р-тиоксокетоны [40—43], сложные р-тиоксоэфиры [37, 44] и а-тиоациллактоны [45]. 1,4-Дикетоны также реагируют с сероводородом в кислой среде при температуре —60 °C или выше, но образующиеся при этом тиокетоны мгновенно внутримолекулярно циклизуются с образованием производных тиофена [46].
Ентиол
Тримеры, полимеры И др.
H2s 4 —к
(4)
Реакция кетонов с сероводородом, катализируемая основанием, изучена только на отдельных примерах и в настоящее время мало используется для синтеза тиокетонов [36]. При действии сероводорода на 1,2-дикетоны в присутствии амина происходит восстановление одной из карбонильных групп [47].
Кетимины (25) превращаются в соответствующие тиокетоны при обработке сероводородом, но, по-видимому, этот метод пригоден только для синтеза ароматических и гетероароматических тиокетонов [4—7]. В процессе реакции возможно восстановление кетимина или тиокетона сероводородом в соответствующий ди- арилметан [7]. Вместо сероводорода в качестве удобного агента для введения серы можно применять сероуглерод (уравнение 5) [4—у, 48]. Используют также реакцию анионов кетиминов с тио- карбонильными соединениями, например с диметилтиоформами- дом или сероуглеродом, которая проходит через четырехчленный циклический интермедиат, например (26), превращающийся затем в тиокетон (уравнение 6) [49].
H2S, НС1* Ar2C=S + RNH2H2S, НС1* Ar2C=S + RNH2(5)(5)cs2
H2S, НС1
* Ar2C=S + RNH2
H2S, НС1
* Ar2C=S + RNH2
(5)
(5)
Ar2C=S + RNCS -< Ar2C=NR
(25)
RR1RR1C=N LiC=N LiHCSNMe2HCSNMe2(26)(26)
R
R1
R
R1
C=N Li
C=N Li
HCSNMe2
HCSNMe2
(26)
(26)
(6)(6)Rx
(6)
(6)
;C=S + Me2NH + LiCN
R1'
К менее применимым методам синтеза тиокетонов относятся реакции енаминов, ацеталей и простых эфиров енолов с сероводородом [7, 36]. Область применимости таких реакций изучена мало, но они интересны главным образом в тех случаях, когда кетоны, из которых получаются исходные соединения, плохо реагируют с сероводородом. Сайтц с сотр. пытались синтезировать соединение (29) реакцией енамина (27) с гидросульфидом калия и последующей обработкой кислотой образующегося при этом аниона (28) [50]. Соединение (28) можно выделить в виде оранжевых кристаллов моногидрата калиевой соли, но тиокетон (29) оказался нестабильным и был охарактеризован в виде S-метильного производного (30). Аналогично из енаминотиокетонов (20) и (22) или (24) были генерированы стабильные анионы (31) и (32), соответственно, которые можно выделить [33, 51]. Особенно интересно соединение (32), которое лучше изображать в виде резонансно стабилизированной небензоидной ароматической структуры (33), что подтверждено рентгеноструктурным анализом жел^- тых кристаллов моногидрата его калиевой соли [51]. Удобный 572
ПИЯПИЛ- и гетероциклических тиокетонов основанме™ Яст- соответствующих"0"°“ПИЯПИЛ- и гетероциклических тиокетонов основанме™ Яст- соответствующих"0"°“^илдитиокарбонат-ионом 7-9) [4-7].^илдитиокарбонат-ионом 7-9) [4-7].или тиоуксусноиили тиоуксусноикислотой (уравнениякислотой (уравненияPh—x=vNMe2Ph—x=vNMe2PITPITS'S'PhPhSRSRs(28)s(28)S(27)S(27)S(29) R = H(30) R = MeS(29) R = H(30) R = MeAr2CCl2 + 2HS" —>Ar2C=S+ H2S + 2СГ(7)Аг2СС12 + EtOCSS" —>Ar2C=S+ EtOCSCl + СГ(8)Ar2CCl2 + MeCOSH —>Ar2C=S+ MeCOCl + HC1(9)Ar2CCl2 + 2HS" —>Ar2C=S+ H2S + 2СГ(7)Аг2СС12 + EtOCSS" —>Ar2C=S+ EtOCSCl + СГ(8)Ar2CCl2 + MeCOSH —>Ar2C=S+ MeCOCl + HC1(9)Винилхлориды также- используются для синтезов тиокетонов. Так, Михаэлис и Холькен в 1904 г. успешно синтезировали N-ме- тил-у-тиолутидон (34) реакцией (35) с гидросульфидом калия [5]. Этот метод и его разновидности нашли широкое применение [2,3], например, в синтезах тиодимедона [52], диаминоциклопро- пентиона (36) [53], гексафтортиоацетилацетона (37) [42] и ряда ^-тиоксоальдегидов (38) (изображена ентиольная форма) [55] (уравнение 10). Даже тиоальдегид, существующий в форме ентио- ла (39), получен этим методом [56].
ПИЯПИЛ- и гетероциклических тиокетонов основан
ме™ Яст- соответствующих"0"°“
ПИЯПИЛ- и гетероциклических тиокетонов основан
ме™ Яст- соответствующих"0"°“
^илдитиокарбонат-ионом 7-9) [4-7].
^илдитиокарбонат-ионом 7-9) [4-7].
или тиоуксуснои
или тиоуксуснои
кислотой (уравнения
кислотой (уравнения
Ph—x=vNMe2
Ph—x=vNMe2
PIT
PIT
S'
S'
Ph
Ph
SR
SR
s
(28)
s
(28)
S
(27)
S
(27)
S
(29) R = H
(30) R = Me
S
(29) R = H
(30) R = Me
Ar2CCl2 + 2HS" —>Ar2C=S+ H2S + 2СГ(7)
Аг2СС12 + EtOCSS" —>Ar2C=S+ EtOCSCl + СГ(8)
Ar2CCl2 + MeCOSH —>Ar2C=S+ MeCOCl + HC1(9)
Ar2CCl2 + 2HS" —>Ar2C=S+ H2S + 2СГ(7)
Аг2СС12 + EtOCSS" —>Ar2C=S+ EtOCSCl + СГ(8)
Ar2CCl2 + MeCOSH —>Ar2C=S+ MeCOCl + HC1(9)
SSMe(34)Me(34)ClClI MeI Me(35)(35)CF3—С—CH2—C—CFCF3—С—CH2—C—CFRR1 N\=/NRRi
S
S
Me
(34)
Me
(34)
Cl
Cl
I Me
I Me
(35)
(35)
CF3—С—CH2—C—CF
CF3—С—CH2—C—CF
(36)Ph
H—C=C—C—Ph
I II
SH о(39)
SH
(38)
(Ю)
а-Тиоксоэфир (41), синтез которого был невозможен другими методами, получен следующим образом: на первой стадии потуча ют соль Бунте (40) нуклеофильной атакой тиосульфат-ионом 7оот' ветствующего алкилхлорида, а на второй стадии при обработке этой соли основанием образуется тиокетон (41) (уравнение И) 157] в виде темно-синего масла, которое при стоянии быстро димеризуется в (42) [5/]. Этим же методом был генерирован монотиобензил (43), который в мономерной форме существует, по- видимому, только в растворе [58], а также некоторые М-замещен- ные тиоакридоны [5, 7]. При обработке алкоксидами некоторых сульфенильных соединений (44) происходит 1,2-элиминирование с образованием тиокетонов [59].
ClS—SO3NaS
IХагЗгОз|~он||
Ph—CH—CO2Et ► Ph—CH—CO2Et > Ph—C—CO2Et(11)
(41)(41)(40)
(41)
(41)
EtOjjC^^g^^COjEtEtOjjC^^g^^COjEt(42)(42)S О
EtOjjC^^g^^COjEt
EtOjjC^^g^^COjEt
(42)
(42)
(43)(44) X = CN, SAr1(43)(44) X = CN, SAr1II IIPh—С—C—Ph
(43)(44) X = CN, SAr1
(43)(44) X = CN, SAr1
Новый путь синтеза простых алифатических тиоальдегидов и тиокетонов предложил в 1970 г. Брандсма. Он нашел [60], что а,р-ненасыщенные сульфиды (45) могут расщепляться щелочными металлами в жидком аммиаке с образованием ентиолов (46) с высокими выходами (уравнение 12). При R = Н продуктами реакции являются простые тиоальдегиды (47;R = H), для которых, очевидно, более стабильна ентиольная таутомерная форма. Действительно, бесцветные ентиолы (46; R = Н) не проявляют тенденции к таутомеризации в (47; R = Н), однако легко полимеризуются при прибавлении следов триэтиламина. Напротив, первоначально бесцветные ентиолы (46; R = алкил) быстро приобретают красный цвет, что ясно указывает на образование тиокетона в с^®^ тайно развивающемся процессе таутомеризации [ьи]. реакция расщепления, в результате которой образуются ент ' зующиеся а-тпоксокислоты (50), происходит при обра отк ванием гетероциклических соединений (49), которые леГ1)® ‘ чаются конденсацией альдегидов, главным образом аромат
сроданином (48) [4, 7] (уравнение 13).
(12)(12)xc=Cz ^ R-с-слГ!+ns/ XR2| XR2(46)(47)R, 1^1, R2 = II. Aik' R3 = Et, Buxc=Cz ^ R-с-слГ!+ns/ XR2| XR2(46)(47)R, 1^1, R2 = II. Aik' R3 = Et, Bu(48)(49)(50)(48)(49)(50)(13)(13)
(12)
(12)
xc=Cz ^ R-с-слГ
!+ns/ XR2| XR2
(46)(47)
R, 1^1, R2 = II. Aik' R3 = Et, Bu
xc=Cz ^ R-с-слГ
!+ns/ XR2| XR2
(46)(47)
R, 1^1, R2 = II. Aik' R3 = Et, Bu
(48)(49)(50)
(48)(49)(50)
(13)
(13)
Некоторые типы серусодержащпх соединений могут превращаться в тиоальдегиды или тиокетоны при термической обработке [7, 36]. Такие реакции могут представлять интерес главным образом в тех случаях, когда термолиз происходит легко, а образующееся тпокарбонильное соединение нестабильно при храпении, поскольку в этих случаях исходное соединение может использоваться как удобный источник тиокарбоннльного соединения. Например, 1,3,5-тритианы (циклические тримеры тиоальдегндов и тиокетонов), имеющие ароматические заместители (1; R = арил, R1 = арил или алкил) применяют для получения и «хранения»
простых ароматических тиокетонов, поскольку они являются крис
таллическими соединениями и легко диссоциируют при температуре немного выше их температуры плавления [7]. Алкилзамещеп- ные 1,3,5-тритианы, по-видпмому, более устойчивы к термолизу [7]. При термическом разложении 3,3-дитиетаиов (51) [7, 61], бис(дитиокарбонатов) (52) [62] и аелг-дитиолов [36, 63, 64] (см. уравнение 4) также образуются тиокетоны. Простые алифатические тиокетоны впервые были синтезированы в виде мономеров
при каталитическом разложении соответствующих гем-дитиолов [63, 64]. Гексафтортиоацетон (53) получен реакцией бис (перфтор- изопропил)ртути (54) с кипящей серой в виде темпо-синей жидкости; он быстро димеризуется в (51; R = R1=CF3) [61].
RR1RR1Rx ZSCSOR2R|Z ^SCSOR2Rx ZSCSOR2R|Z ^SCSOR2SIICF3—С—CF3SIICF3—С—CF3FF
R
R1
R
R1
Rx ZSCSOR2
R|Z ^SCSOR2
Rx ZSCSOR2
R|Z ^SCSOR2
S
IICF3—С—CF3
S
IICF3—С—CF3
F3CX || /CF3
V-IIg-Cz
ЕзС/XCF3
<51)(52)(53)(54)
В принципе тиоальдегиды и тиокетоны можно получить присоединением сероводорода (1 моль) к алкинам через первоначальное образование ентиолов. Однако попытки синтеза простых тио- Р опильпых соединений с помощью таких реакций оказались не T0D,b "^ктивнымп с препаративной точки зрения [65]. НекоР ie ентиолизующиеся производные тиобензоилуксуспой кислоты
(56) получены гидролизом под действием основания стабильных солей (55), которые образуются при присоединении' тиомочевины к соответствующим производным фенилпропиоловой кислоты в присутствии п-толуолсульфокислоты (уравнение 14) [66]. 1,2-Ди- тиолтионы-з вступают в реакции циклоприсоединения с активированными алкинами или дегидробензолом с образованием тиоальдегидов (57; R = Н) или тиокетонов (57; R = алкил, Ph) [67—69] (уравнение 15).
№N)2CSводи. NaOH
Ph-c=c—сох —м _Ph—с=сн—СОХ
гп-МеСбЩЗОзН
S—C=NH2 "O3SC6H4Me-n
NH2
—у Ph—С=СН—СОХSH(56)—у Ph—С=СН—СОХSH(56)(57)(57)(55)
—у Ph—С=СН—СОХ
SH
(56)
—у Ph—С=СН—СОХ
SH
(56)
(57)
(57)
(15)(15)(14)
(15)
(15)
В реакциях первичных и вторичных аминов с 1,2-дитиолиевы- ми солями (58) образуются енаминотиокетоны (59) и (или) (60) (уравнение 16) [2, 70]. Эти соединения можно получить также реакцией их кислородных аналогов с пентасульфидом фосфора [70, 71]. Одновременно исследуя оба типа реакций, Дугвап и Квиныо [70] нашли, что при обработке енаминокетонов, соответствующих тиокетонам как (59),так и (60), пентасульфидом фосфора всегда образуется смесь (59) и (60) (уравнение 17), причем соотношение их соответствует распределению продуктов, ному в первой из рассмотренных реакций (см. уравнение 16). этом основании авторы предполагают, что (58) является инте?дк. диатом последней реакции. Это подтверждается также темИ Д тами, что (58) может быть уловлен в виде перхлората в по ^ ней реакции и ни один из тпокетонов (59) и (60) не способе мически перегруппировываться в свой изомер.
S—SS—S(58)(58)АГ
S—S
S—S
(58)
(58)
АгАгAr RNH^ Ari_cs_CH=C-NHR и (или) (59)(16)
Аг
Аг
Аг1
Аг—CS-CH=C—NHR
(60)
NHRАг‘СОСН=САгNHRАг‘СОСН=САг^Р2®5P2Ss<59) rnh2^Р2®5P2Ss<59) rnh2(58)(58)NIIRАгСОСН=САг*|p2S5p2$55=^ (60)rnh2NIIRАгСОСН=САг*|p2S5p2$55=^ (60)rnh21,2-дитиолов и их производных И1-1,2-дитиолов и их производных И1-[74].[74].R = CN, CO2EtR = CN, CO2Et/SR1R—С—СН=С(II XNHAr'S(62)RPh—С—C=C=Os(63)/SR1R—С—СН=С(II XNHAr'S(62)RPh—С—C=C=Os(63)
NHR
Аг‘СОСН=САг
NHR
Аг‘СОСН=САг
^Р2®5
P2Ss
<59) rnh2
^Р2®5
P2Ss
<59) rnh2
(58)
(58)
NIIR
АгСОСН=САг*
|p2S5
p2$5
5=^ (60)
rnh2
NIIR
АгСОСН=САг*
|p2S5
p2$5
5=^ (60)
rnh2
1,2-дитиолов и их производных И1-
1,2-дитиолов и их производных И1-
[74].
[74].
R = CN, CO2Et
R = CN, CO2Et
/SR1
R—С—СН=С(
II XNHAr'
S
(62)
R
Ph—С—C=C=O
s
(63)
/SR1
R—С—СН=С(
II XNHAr'
S
(62)
R
Ph—С—C=C=O
s
(63)
Ртопределенную роль в современном синтезе тиокетонов; про- дуктамиРреакции обычно являются би- или полифункциональные соединения [1-3, 72]. Так, тнокетоны (62) образуются при последовательной обработке Н-(1,2-дитиол-3-илиден)ариламинов (61) ^активом Гриньяра и водой (уравнение., 18) [73]; некоторые тио- ацилкетены (63) были генерированы действием трибутилфосфина на 1,2-дитиолоны-З (уравнение 19) [74].
(18)
(19)
Aids
Cl—CS—Cl + 2HAr Ar2C—S + 2HC1(20)
AICI3
R—CS—Cl + 2HAr >- R—CS—Ar + HCl(21)
Некоторые методы получения тиокетонов основаны на реакциях замещения других тиокарбонильных соединений. Одним из таких примеров является реакция тиоацилирования по Фриделю— Крафтсу ароматических углеводородов, в которой в качестве тиоацилирующих агентов можно использовать тиофосген [5, 7] или тиоацилгалогениды (уравнения 20, 21) [75]. Другим примером яв
ляется тиовариант конденсации Кляйзена. В этом случае у тио- карбонильного углеродного атома сложных эфиров тион- или дитиокарбоновых кислот происходит нуклеофильное замещение при
атаке соответствующего карбаниона, образующегося из «активного» метильного или метиленового соединения, которым обычно является кетон (см. уравнения 22, 23) [76, 77]. Эта реакция имеет особое значение для синтезов р-тиоксокетонов, которые нельзя получить из их кислородных аналогов катализируемой кислотой Рупией с сеР0В0Д0Р°Д0М [42]. Например, из бензонлацетона 1'4) н 2-ацетилциклогексанона (65) в реакции с сероводородом
19 Зак. 497
метилида с тиобензоилхлоридомметилида с тиобензоилхлоридомMe—С—CH2—C—PhMe—С—CH2—C—Ph(65) X = О, У = О(65) X = О, У = О(67) X = S, У = 0(67) X = S, У = 0X = О, Y = ОX = S, У = ОX = О, Y = S NaNH2RCO—CH2R‘ > RCO—CHR1X = О, Y = ОX = S, У = ОX = О, Y = S NaNH2RCO—CH2R‘ > RCO—CHR1В кислой среде образуются исключительно бензоилтиоацетон (66)Г43 уд] и 2-ацетилциклогексаитион (67) [79] соответственно В тоже время изомерные тиокарбонильные соединения - тиобензоилацетон (68) [42] и 2-тиоацетилциклогексаион (69) [79] — Мо>КНополучить с хорошими выходами в реакции тиокляизеновской кон-денсации карбанионов, полученных из ацетона и циклогексанонас О-этилтиоацетатом и О-этилтиобснзоатом, соответственно’О-Этилтиоацетат конденсируется при обработке амидом натрия вэфире с образованием О-этилтиоацетилтиоацетата (уравне-ние 23) [3, 44]. Ацетонитрил реагирует с эфирами тион- или ди-тиокарбоновых кислот (уравнение 24; X = OEt, SEt или SMe) вприсутствии бутидлития с образованием нестабильных тиоацил-ацетонптрнлов (70) [80]. Синтезирован стабильный диметилсульф-оксоннйтиобензонлметилид (71) реакцией диметилсульфоксоний-(уравнение 25) [81].
метилида с тиобензоилхлоридом
метилида с тиобензоилхлоридом
Me—С—CH2—C—Ph
Me—С—CH2—C—Ph
(65) X = О, У = О
(65) X = О, У = О
(67) X = S, У = 0
(67) X = S, У = 0
X = О, Y = О
X = S, У = О
X = О, Y = S NaNH2
RCO—CH2R‘ > RCO—CHR1
X = О, Y = О
X = S, У = О
X = О, Y = S NaNH2
RCO—CH2R‘ > RCO—CHR1
(69) X = О, У = S
R2CS0Et > RCO—CHR1—С SR2(22)
Н+
. MeCSOEt MeCS—OEt СН2—CS—OEt > MeCS—СН2—CS—OEt (23)
H +
BuLi -1. RCSX
MeCN > CH2CN > RCS—CH2CN(24)
H +
(70) R = H, Me, Ph
+- PhCSCI +-
Me2SO—CH2 > MeSO—CH—CS—Ph(25)
(71)
Известны некоторые окислительные методы синтеза тиокетонов [5, 7]. Однако эти методы, по-видимому, имеют ограниченную область применения, так как обычно основаны на реакциях, про исходящих при довольно высоких температурах, и, следовательно, пригодны только для получения термически очень стабильны тиокетонов. Некоторые примеры таких синтезов приведены ни (уравнения 26—28) [5,7].
Описано несколько примеров фотолитического генерированитиокетонов [2, 3]. Хотя такие фотохимические реакции пНТеРр„иялавным образом с теоретической точки зрения и для изу _пап»НИЗма таких превращений, однако могут быть важны п 0
Р тивные аспекты, потому что образующиеся тиокетон 678
ss(26)(27)(28)(26)(27)(28)NHzNHz—Ar *" Ar—CS—ArАГi |4CI °c—Ar *" Ar—CS—ArАГi |4CI °cAr =Ar =—NMe3—NMe3/ivп-Ме2МСбН4—C=S—►I/г-Ме2МСбН4—C=S/ivп-Ме2МСбН4—C=S—►I/г-Ме2МСбН4—C=S(72)(72)(29)(29)(73)(73)
s
s
(26)
(27)
(28)
(26)
(27)
(28)
NHz
NHz
—Ar *" Ar—CS—Ar
АГi |4CI °c
—Ar *" Ar—CS—Ar
АГi |4CI °c
Ar =
Ar =
—NMe3
—NMe3
/ivп-Ме2МСбН4—C=S
—►I
/г-Ме2МСбН4—C=S
/ivп-Ме2МСбН4—C=S
—►I
/г-Ме2МСбН4—C=S
(72)
(72)
(29)
(29)
(73)
(73)
R-—CHa R igo °c R CS R
RL /R1 s
► 2R1 —CS—R2
\270 °C
R2/\R2
являются новыми соединениями с необычной молекулярной структурой и недоступны другими методами. Однако вследствие ограниченного объема обзора мы не будем подробно обсуждать этот метод. Следует только кратко указать, что монотиобензил (43) получен фотолизом 2,3-дпбензонл-2,3-дифенплтннран-1-оксида „ [82]’, а при фотолизе впнилендптиокарбоната (72) получен первый стабильный а-днтпокетон — 4,4'-бис (диметиламино) дитиобензил (73) (уравнение 29) [83].
Тиоксо-ентиольнаяи валентная таутомерия
Более низкая стабильность тиокарбонильной группы по сравнению с карбонильной группой проявляется обычно в более явной тенденции тиокарбонильных соединений к таутомерным превращениям. Так, даже простые алифатические тиокетоны, у которых необходимый а-водородный атом не принадлежит метильной группе, в действительности существуют в виде смеси таутомерных тио- кетонной н ентиольной форм, которые могут быть разделены методом ГЖХ [28]. Изучение кинетики процессов ептиолнзации 2,4-диметилпентантиона-З и 2,6-диметплгептантиона-4 показало, что после достижения таутомерного равновесия при 40 °C, содержание ентполов составляет соответственно 72 и 53% [84]. В общем случае, содержание в равновесной смеси ентиольных тауто- ^р°в ептиолизующихся тиокетоиов изменяется от ^0 (тиоацен 3,3-дпметилбутантнои-2, тиокамфора [28]) до100 %
Г2[т^1и1Д1ШЛ||РопантИ№ [7], циклогексантпон [38], тиоментон такж 1 Р0СТЬ|е алифатические ентнолпзующиеся тиоальдегиды с предпочтительно существуют в форме ентполов [60].
19е
a R-Ненасыщенные циклические тиокетоны на 100% существуют в форме тиокетона [39], вероятно вследствие стабилизирующего действия эффекта сопряжения.
Этилтиоацетоацетат (75; X = S, R = Me, R1 = Н) особенно интересен, поскольку он является S-аналогом этилацетоацетата (75; Х=О, R =Ме, R1 = Н), который наиболее часто используется для демонстрации таутомерного эффекта. В случае этилацетоацетата в отсутствие растворителя или в неполярных растворителях содержание енольной формы (76; X = О, R = Me, R1 =Н) достигает ~8%, причем образуется лишь изомер, стабилизированный внутримолекулярной водородной связью, а его таутомер (74; Х = О, R = Me, R1 = Н) обычно вообще не наблюдается,
(76)(76)(76)(76)DIDШ
(76)
(76)
(76)
(76)
нхх/R1
R/^COjEt
(74)
Этилтиоацетоацетат, по-видимому, практически полностью существует в ентиольной форме. По данным ПМР- и ИК-спектро- скопии это соединение существует преимущественно (~96%) в хелатной цис-ентиольной форме (76), а небольшое количество находится в форме (74; X = S, R = Me, R1 = Н) [44]. Слабый розовый цвет этилтиоацетоацетата указывает на присутствие небольшого количества тиокетонного таутомера (75), но его не удается обнаружить с помощью спектроскопии ПМР. Преобладание хелатной ентиольной формы (76) является характерной особенностью a-незамещенных р-тиоксоэфиров [44, 85], а также родственных тиоэфиров [44, 86, 87] и амидов [87]. Введение «-заместителя (т. е. R* ^ Н) увеличивает пространственное напряжение в плоской структуре (76), вследствие чего a-замещенные ацетоуксусные эфиры обычно менее енолизованы, чем незамещенное соединение. Однако обычно влияние «-заместителя у p-тиоксоэфиров с открытой цепью сводится к сдвигу равновесия в сторону образования транс-ентиольной формы (74), а тиокетонный таутомер (75), по-видимому, преобладает только в случае р-тиоксоэфиров, имеющих более объемистые «-заместители (табл. 11.22.3) [44]. Положение таутомерного равновесия у а-тиоациллактонов (77) очень близко к положению равновесия для «-замещенных р-тио- ксоэфиров [45]. Таким образом, наличие внутримолекулярной водородной связи в (76; X = S), по-видимому, менее эффективно и ее стабилизирующее действие менее существенно, чем в случае аналогичных кислородсодержащих соединений (76; Х = О). В соответствии с этими данными, цис-ентиолы (76; X = S) обнаруживают ротамерный эффект по отношению к сложноэфирнои группе, что не имеет места для кислородных аналогов. Это особенно хорошо видно в случае полностью ентиолизующихся 2-этокси- 580
Таблица 11.22.3. Содержание таутомеров в равновесной смеси некоторых типичных fr-тиоксоэфиров в четыреххлористом углероде при 38 °Cа
R
R1
(74) 6
(75) 6
(76) 6
R
R'
(74) 6
(75) 6
(76) 6
Me
н
4
96
Me
U3O-Pr
—
96
4
Me
Me
48
—
52
Me
C8Hi7
37
—-
63
Me
Pr
49
51
Ph
Me
16
84
Определено нз спектра ПМР: см. [441; X—S
карбонилциклоалкантионов. В их ИК-спектрах содержатся две полосы валентных колебаний, соответствующие ротамерным структурам (78) и (79) [88]. Паквер и Смадья показали [89], что для полностью ентиолизующихся со-замещенных 2-алкоксикарбонил- циклоалкантионов (80) и некоторых a-за мешенных р-тиоксоэфи- ров (75; X = S, R = Et или нзо-Рг) возможна аномальная ентиолизация.
(80) R = Me, Et n = 1, 2(80) R = Me, Et n = 1, 2(81)(81)R2C=C—CHCO2EtSHR2C=C—CHCO2EtSH(82) R, R1 = Me,H:Me, Me(82) R, R1 = Me,H:Me, Me
(80) R = Me, Et n = 1, 2
(80) R = Me, Et n = 1, 2
(81)
(81)
R2
C=C—CHCO2Et
SH
R2
C=C—CHCO2Et
SH
(82) R, R1 = Me,H:
Me, Me
(82) R, R1 = Me,H:
Me, Me
В равновесных смесях этих соединений наряду с «нормальными» цис-ентиольными формами обнаружены заметные количества ен- тиольных форм (81) и (82), соответственно.
В прошлом р-тиоксокетонам уделялось значительное внимание как хелатирующим агентам, перспективным для использования в аналитической химии [40—42]. Однако эти соединения интересны также потому, что при их таутомерных превращениях может происходить как енолизация, так и ентиолизация. Учитывая изложенные выше факты, ожидали, что при таутомерных превращениях будет преобладать ентиолизация. Однако проведенные исследования превращений тиоацетилацетона (83; R = R2 = Me, R1 =Н), а также других а-незамещенных р-тноксокетонов показали, что в растворе (и, вероятно, в отсутствие растворителя) эти соединения существуют в виде равновесных смесей двух быстро взаимопре- вращающихся таутомеров (83в) и (83г); в этих смесях обычно
Г83г) Г43, 90]. В кристаллическом состоянии преобладаетR2 _ ph pi mянии МоНо.
тиодибензоилметан (83, К — К — нп, кнаходится полна
стью в енольной форме (83г) [91]. а-Замещенные ₽-тиоксокеТА„ и в-тиоксоальдегиды в растворе обычно также существуют в Ы смеси хелатных форм (83в) и (83г) однако часто можно обнаг^ жить И тра^-ентиольную форму (83а)79, 92 . а-ТиобензоР’
(толнофенон (83; R = R2 = Ph, R‘ = Me) в кристаллическом ^" стоянии находится исключительно в туммоентиольной фОо °' (83а), но при растворении образуется равновесная смесь (83а) (83д), а нормальные структуры (83в) и (83г), по-видимому не образуются вследствие пространственных затруднений [92] Г1 радоксально, но единственной формой, в которой, по-видимому и' существуют таутомерные р-тиоксокетоны, является р-тиоксокетон- ная форма (836).
пе^Р/РР взаимопРевращения (83в)^(83г) происходит путем быстпым пел„атного протона, поэтому обмен должен быть очень (83г) обм^иепИСТВИТеЛЬН0, ХОтя индивидуальные таутомеры (83в) и так быстпп Различимы в ИК- и УФ-спектрах, обмен происходит сигналы В СПМТРе ^^Р такой смеси таутомеров имеются структупе ^ипй частицы, соответствующей усредненной ос!!ованныр( } “ (83r) t43> 79b В этом отношении предсказания, взаимосвязанно теоРетических расчетах относительных эН^Ргиа энергий связянн таУтомеРНых форм (83в) и (83г) [90, 93] и хоРошо’cornarv ЫХ С ИХ взаимопРевРащением [93], удивитель }ются с экспериментальными результатами и сл
„ver отказаться от изображения этих изомерных взаимопревра-щаюших структур в виде «квазиароматическои» структуры (84),
[93].
(84)
Тиодимедон — р-тиоксокетон, для которого невозможно образование внутримолекулярной хелатной системы, в основном существует в ентиольной форме (85) [52]. Енаминотиокетоны (86), по-видимому, не образуют иминоентиольных таутомеров [1, 94].
О
IIS NHR2S
О КМеR—С—СН=С—R1ДгСН2—С—СО2Н
(85)(86)(87)
Установлено [95], что ентиолизующиеся а-тиоксокислоты (87) [7] существуют полностью или преимущественно в ентиольной форме (50), в которой возможно образование пятичленной внутримолекулярной хелатной системы. Аналогичные хелатные системы, по-видимому, существуют также у монотиоаналогов трополо- на [96] и 4,5-бензотрополона [97], которые в соответствии с их ПМР-, ИК- и УФ-спектрами лучше всего изображать структурами (88) и (89) соответственно.
Темно-красный кристаллический а-дитиокетон (73) в твердом состоянии имеет транс-структуру (90), но в растворе существует ^ЛИде Равновесн°й смеси валентных таутомеров (90) и (91)
• Равновесная концентрация 1,2-дитиациклобутеновой формы ( 1) зависит от растворителя, температуры и наличия или отсутствия света. Изучение кинетики [83] показало, что процесс тауто- еризации четко подчиняется закономерностям обратимых реаки первого порядка, т. е. можно исключить обратимое образова- зил ^дч^3 ^ противоположность дитиобензилу (90) монотиобент легко димеризуется [58], по-видимому, валентная тау- ризация в этом соединении не происходит [82].
(90) Ar = CeHiNMez-w (91)
Реакции тиокетонов
В реакциях с нуклеофильнымиВ реакциях с нуклеофильнымиВ реакциях с нуклеофильными реагентами тиокетоны ведут себя аналогично кетонам, при этом часто образуются те же мые продукты [7, 8, 36]. Однако тиокетоны обычно вступают в такие реакции легче, чем кетоны [7], и ентиолизация, по-видимо- му, не оказывает серьезного влияния на ход реакции [36]. Так, с обычными производными аминов тиокетоны образуют шиффовы основания, оксимы, гидразоны, семикарбазоны и т. д. (схема 30) [7, 8, 36, 38]. Полностью ентиолизованные тиокетоны реагируют с аминами с образованием соответствующих енаминов [98, 99] При гидролизе [36, 38, 100] и алкоголизе [36, 38] тиокетоны превращаются соответственно в кетоны и ацетали. Алифатические иВ реакциях с нуклеофильными реагентами тиокетоны ведут себя аналогично кетонам, при этом часто образуются те же мые продукты [7, 8, 36]. Однако тиокетоны обычно вступают в такие реакции легче, чем кетоны [7], и ентиолизация, по-видимо- му, не оказывает серьезного влияния на ход реакции [36]. Так, с обычными производными аминов тиокетоны образуют шиффовы основания, оксимы, гидразоны, семикарбазоны и т. д. (схема 30) [7, 8, 36, 38]. Полностью ентиолизованные тиокетоны реагируют с аминами с образованием соответствующих енаминов [98, 99] При гидролизе [36, 38, 100] и алкоголизе [36, 38] тиокетоны превращаются соответственно в кетоны и ацетали. Алифатические иалициклические тиокетоны при соответствующих условиях могут реагировать с избытком сероводорода с образованием гем-дитио- лов (см. уравнение 4), а с тиолами образуются дитиополуацетали (схема 30) [36, 38].алициклические тиокетоны при соответствующих условиях могут реагировать с избытком сероводорода с образованием гем-дитио- лов (см. уравнение 4), а с тиолами образуются дитиополуацетали (схема 30) [36, 38]./OR2/OR2^OR2^OR2R2OH*-H2SHR2SHR2OH*-H2SHR2SHH2NR2—H2SH2NR2—H2SRx^C=NR2R2 = Ar, OH, NH2, NHPh, NHCONH2 <30)Rx^C=NR2R2 = Ar, OH, NH2, NHPh, NHCONH2 <30)H2O >—H2SH2O >—H2S
В реакциях с нуклеофильными
В реакциях с нуклеофильными
В реакциях с нуклеофильными реагентами тиокетоны ведут себя аналогично кетонам, при этом часто образуются те же мые продукты [7, 8, 36]. Однако тиокетоны обычно вступают в такие реакции легче, чем кетоны [7], и ентиолизация, по-видимо- му, не оказывает серьезного влияния на ход реакции [36]. Так, с обычными производными аминов тиокетоны образуют шиффовы основания, оксимы, гидразоны, семикарбазоны и т. д. (схема 30) [7, 8, 36, 38]. Полностью ентиолизованные тиокетоны реагируют с аминами с образованием соответствующих енаминов [98, 99] При гидролизе [36, 38, 100] и алкоголизе [36, 38] тиокетоны превращаются соответственно в кетоны и ацетали. Алифатические и
В реакциях с нуклеофильными реагентами тиокетоны ведут себя аналогично кетонам, при этом часто образуются те же мые продукты [7, 8, 36]. Однако тиокетоны обычно вступают в такие реакции легче, чем кетоны [7], и ентиолизация, по-видимо- му, не оказывает серьезного влияния на ход реакции [36]. Так, с обычными производными аминов тиокетоны образуют шиффовы основания, оксимы, гидразоны, семикарбазоны и т. д. (схема 30) [7, 8, 36, 38]. Полностью ентиолизованные тиокетоны реагируют с аминами с образованием соответствующих енаминов [98, 99] При гидролизе [36, 38, 100] и алкоголизе [36, 38] тиокетоны превращаются соответственно в кетоны и ацетали. Алифатические и
алициклические тиокетоны при соответствующих условиях могут реагировать с избытком сероводорода с образованием гем-дитио- лов (см. уравнение 4), а с тиолами образуются дитиополуацетали (схема 30) [36, 38].
алициклические тиокетоны при соответствующих условиях могут реагировать с избытком сероводорода с образованием гем-дитио- лов (см. уравнение 4), а с тиолами образуются дитиополуацетали (схема 30) [36, 38].
/OR2
/OR2
^OR2
^OR2
R2OH
*-H2SH
R2SH
R2OH
*-H2SH
R2SH
H2NR2
—H2S
H2NR2
—H2S
Rx
^C=NR2
R2 = Ar, OH, NH2, NHPh, NHCONH2 <30)
Rx
^C=NR2
R2 = Ar, OH, NH2, NHPh, NHCONH2 <30)
H2O >
—H2S
H2O >
—H2S
Полностью ентиолизованные тиоациллактоны (92) и тиоацилтиолактоны (93) в спиртовом растворе в результате катализируемой кислотами перегруппировки превращаются (как и соответствующие неенолизующиеся соединения) в гетероциклические соединения (95) (уравнение 31). В этой перегруппировке образуются интермедиаты (94) с открытой цепью, дальнейшее превращение которых, по-видимому, происходит спонтанно в результате реакции нуклеофильного присоединения с одновременным элиминированием сероводорода [101].
(92) X = О
(93) X = S
R1OH >
L НХ
co2r*
(CH2)rt+1
Реакция приводящая к одному из двух или обоим производным фосфоновой кислоты (96) и (97), зависит от реакционной способности тиоциклогексанона по отношению к триалкилфосфи- там- на второй стадии этой реакции происходит либо миграция алкильной группы, либо перенос протона с одновременным элиминированием алкена (уравнение 32) [102].
s
OR
J
-S +P(OR)2
RS
О
II
p(or)2
HS
о
II P(OR)2
(32)
(96)(97)
По иному реагирует с триалкилфосфитами гексафтортиоацетон (53), при этом образуются триалкоксибис (трифторметил) метиленфосфораны (98) [103]. Полагают, что механизм этой реакции включает следующие последовательно происходящие стадии: тиофильную атаку тиокетона триэтилфосфитом, элиминирование триалкилтиофосфата с образованием карбена и взаимодействие этой частицы с новой молекулой фосфита (уравнение 33) [103].
P(OR)3-+
(CF3)2C=S > (СРз)2С—S—P(OR)3*
(53)
■P(OR)3
—> (CF3)2C:► (CFS)2C=P(OR)3(33)
(98)
В действительности обычные нуклеофильные реагенты часто реагируют с тиокетоном (53) предпочтительно по тиофильному, а не нуклеофильному механизму. Например, при взаимодействии (53) с бисульфит-ионом образуется соль Бунте (99), а с 2,2,2-три- фторэтантиолом— только дисульфид (100), но в реакциях (53) с более основными тиолами преимущественно образуются дитиополуацетали (101) [103]. Илиды (трифенилфосфонийметилид [104, 105] и диметилоксосульфонийметилид [106]) в реакциях с неентиолизующимися тиокетонами выступают как нуклеофилы, при этом обычно получаются тиираны или алкены, образующиеся из тииранов с выделением серы. Так, в реакциях трифенилфосфо- нийметилида с тиобензофеноном [104] и адамантантионом (7)
ПОлУчаются соответственно 1,1-дифенилэтилен и тиираи ' ^ Рсакииях диметилоксосульфонийметилида с тиофенхоном 1 ) образуется исключительно тииран (103), а с 2,2-диметил-1 - ^и^нропантионом-!—смесь тиирана (104) и 3,3-диметил-2-фе- наЛ1^®®1- При обработке тетраметилииклобутандитио-
' 05) трифенилфосфонийметилидом образуются илид
тонтиокарбонильной группой, и дитиолак-
[105]. По иному реагируют с диметилоксосульфонийме-
тилидом ентиолизованные тиокетоны, при этом получаются ™
S-метилированные ентиолы [106].только
SH(СРз)2С—SR(101)SH(СРз)2С—SR(101)(CF3)2ch—s—so;(99)(CF3)2ch—s—so;(99)(CF3)2CH— S — S—СН2СР3 (100)(CF3)2CH— S — S—СН2СР3 (100)mpem-Bumpem-BuРК SРК S(104)(104)
SH
(СРз)2С—SR
(101)
SH
(СРз)2С—SR
(101)
(CF3)2ch—s—so;
(99)
(CF3)2ch—s—so;
(99)
(CF3)2CH— S — S—СН2СР3 (100)
(CF3)2CH— S — S—СН2СР3 (100)
mpem-Bu
mpem-Bu
РК S
РК S
(104)
(104)
Простые алифатические и алициклические тиокетоны реагируют с соединениями, имеющими активные метиленовые группы, часто в отсутствие катализатора. Реакция обычно протекает легче, чем с соответствующими кетонами, и приводит к продукту конденсации по Кневенагелю (108) [36, 38, 107].
—H2S—H2S(108)(108)(34)(34)RxZCN
—H2S
—H2S
(108)
(108)
(34)
(34)
;c=s + н2с(R!/^х
X = CN, CO2Et
Исследованы реакции тиокетонов с металлорганическими соединениями [2, 3]. Бик и Уорли [108] охарактеризовали такие реакции, как реакции тиофильного присоединения. По их мнению, эти реакции имеют общий характер и конкурируют с «нормальным» нуклеофильным присоединением к тиокарбонпльной двойной связи (см. выше). Было установлено [108], что в реакциях тпобен- зофенонов с металлорганическими соединениями, такими, как фе- ниллитий, фенилнатрий, фенилмагнийбромид и бутиллитий, получаются продукты, в которых атакующий нуклеофил присоединен к атому серы, а не к атому углерода тиокарбонпльной группы (схема 35). Этот факт подтверждает мнение о различной химической активности карбонильной и тиокарбонпльной групп по отношению к электронодонорным частицам, ранее высказанное Шен- ергом с сотр. [109], которые получили 1,2-бис (беизгидрплтно)- 686
ацетилен при обработке тиобензофенона избытком ацетилида натрия (схема 35)., phL| (PhNa
1 BuLiили PhMgBr)
Ph2CH—SBuPh2C=S —> Ph2CH-SPh
NaC^CH(35)
-2. NH4CI
"Ph2CH— S—CsC-S—CHPh2
Однако позднее было показано [3], что тнокетоны, особенно неароматические тиокетоны, не строго подчиняются принципу тио- фильного присоединения в реакциях с металлорганическими соединениями. Так, например, в реакции ди-трет-бутилтиокетона с фениллитием получается смесь (109) и (ПО), а с бутиллитпем образуется продукт восстановления (111) с количественным выходом (уравнение 36) [ИО]. Кроме того, тиобензофенон, тпопивало- фенон (ИЗ; R = Ph, R'= Bu-трст), тиоппнаколин (ИЗ; R = Me, Ri = Bu-трст), тнокамфора (5) и тиофенхон (6) реагируют с аллилмагнийгалогенидами с образованием исключительно продуктов С-аллилировання (114) (уравнение 37) [111].
SH1. PhLiI
(трет-Ви)2С=5 -о н 0 *" (трст-ВиКС—Ph + (трег-Ви)2СН—SPh
L B»U(109)(П°)<36>
Н20
(трет-Ви)2СН— SH + С2Н5СН=СН2
(Ш)(П2)
SH R2
R2CH=CHCH2MgBr||
;c=s •• —->,с—сн—сн=сн2(з?)
Ri/2- Н2°R,/
(114) R2 = H, Me
рно с сотр. [112] на основании анализа продуктов этих реакции и экспериментов с мечеными соединениями объяснили различные направления реакций возникновением промежуточных комплексов с переносом заряда (115) и (116) (схема 38), которые образуются в соответствии с первоначальным распределением за- РЯ^,В гРУппе C=S, определяемым влиянием заместителей R и R* в RR'C=S.
Таким образом, тиофильное присоединение должно преобладать „ля тиокетонов, у которых R и R1 являются электроноакцептор- ши группами. Этому не противоречит образование С-алкилиро- Вн°гс’продукта (119) в реакции тпокетопа (117) с бутен-2-нл-1- Какниибр°мидом [113], поскольку (119) следует рассматривать конечный продукт последовательности реакций, включающей
:c=s + R' м':c=s + R' м'RRM* RM* Rс—sс—s(115)(115)R.MR.MI„ H2OC—S’ M :I„ H2OC—S’ M ::c—s’:c—s’H2OCH—S’ M* H2OCH—S’ M* -H2O:c—sr m* i-H2O:c—sr m* i:сн—sr:сн—srRR(38)(38):c—sh:c—sh:ch—sh:ch—sh
:c=s + R' м'
:c=s + R' м'
R
R
M* R
M* R
с—s
с—s
(115)
(115)
R.M
R.M
I„ H2O
C—S’ M :
I„ H2O
C—S’ M :
:c—s’
:c—s’
H2O
CH—S’ M*
H2O
CH—S’ M*
-H2O
:c—sr m* i
-H2O
:c—sr m* i
:сн—sr
:сн—sr
R
R
(38)
(38)
:c—sh
:c—sh
:ch—sh
:ch—sh
(не)
сигматропную перегруппировку первоначально образующегося аниона (118) (уравнение 39). Участие свободных радикалов в этих реакциях в нескольких случаях доказано экспериментально с помощью ЭПР-спектрометра, хотя полученные спектры лучше всего объяснить промежуточным образованием радикалов типа (120) [114]. Возможно, что механизмы превращений еще сложнее, чем они приведены на схеме 38 [115]. В реакциях ароматических тиокетонов с недостаточным количеством реактива Гриньяра могут получаться тиираны (121) (уравнение 40) [4, 7, 108, 115].
rper-BUx,С—Srper-BUx,С—SEtO2'EtO2'MeCH = CHCH2MgBr >MeCH = CHCH2MgBr >(И8)(И8)rper-Burper-Bu(117) трет-BUxу—н+>ЕЮгС' 'S’(117) трет-BUxу—н+>ЕЮгС' 'S’EtO2CEtO2C(119)(119)(39)(39)^C—SR2 R1Z^C—SR2 R1Z(120)(120)
rper-BUx
,С—S
rper-BUx
,С—S
EtO2'
EtO2'
MeCH = CHCH2MgBr >
MeCH = CHCH2MgBr >
(И8)
(И8)
rper-Bu
rper-Bu
(117) трет-BUxу—н+
>
ЕЮгС' 'S’
(117) трет-BUxу—н+
>
ЕЮгС' 'S’
EtO2C
EtO2C
(119)
(119)
(39)
(39)
^C—SR2 R1Z
^C—SR2 R1Z
(120)
(120)
RMgX-Ar2CS -
+ MgXSR+ MgXSRAr2C=S ► Ar2C—SR +MgX > Ar2C—S—CAr2— SR *MgX —»
+ MgXSR
+ MgXSR
(40)
■ (121)
Как и предполагалось, реакции между ентиолизованными тиокетонами и металлорганическими соединениями происходят более сложно и кроме упомянутых выше продуктов получаются также соединения, образующиеся из ентиольных таутомеров, например алкилвинплсульфиды [115—117]. Интересная стереоспецифическая реакция циклизации происходит с а,а-дизамещенными 688
В тиоксокетонами (122) при обработке их алкилмагнийбромида- ми; при этом после гидролиза получаются 2-алкилтио-1,2,3,3-тетраметилциклопропанолы (123) [118].
Me MeMe Me(122)(122)1. RMgBr, ТГФ^2. НоО1. RMgBr, ТГФ^2. НоО
Me Me
Me Me
(122)
(122)
1. RMgBr, ТГФ^
2. НоО
1. RMgBr, ТГФ^
2. НоО
Миноура и Тсубои изучили химическую активность тиобензофенона по отношению к щелочным металлам [119]. Было найдено, что тиокетон, растворенный в ТГФ в атмосфере азота, реагирует с 1 экв металла с образованием относительно нереакционноспособного радикала (124). Однако при использовании более двух эквивалентов щелочного металла образуется очень активный ди- анионный комплекс (125). Структура (125) установлена в основном на основании реакций с электрофильными реагентами (схема 42) [119]. Так, по реакционной способности (125) очень похож на тиобензальдегид-дианион (126), генерируемый при действии бу- тиллития на литиевую соль а-толуолтиола при —5 °C в растворе смеси ТГФ — пентан [120]. Дианион (126) активно взаимодействует с разнообразными электрофилами (Е) с образованием аддуктов (127) или (128) в зависимости от соотношения реагентов (уравнение 43) [120].
•м„Ph2C—S’ М* [Ph2C=S]2- 2М*(124)(125)•м„Ph2C—S’ М* [Ph2C=S]2- 2М*(124)(125)со2Н2О► Ph2C(SH)CO2HМеОН, Н+12> Ph2CHSSCHPh2 (42)PhCH2Cl> Ph2CH2CPh2SCH2Phсо2Н2О► Ph2C(SH)CO2HМеОН, Н+12> Ph2CHSSCHPh2 (42)PhCH2Cl> Ph2CH2CPh2SCH2Ph
•м„
Ph2C—S’ М* [Ph2C=S]2- 2М*
(124)(125)
•м„
Ph2C—S’ М* [Ph2C=S]2- 2М*
(124)(125)
со2
Н2О
► Ph2C(SH)CO2H
МеОН, Н+
12
> Ph2CHSSCHPh2 (42)
PhCH2Cl
> Ph2CH2CPh2SCH2Ph
со2
Н2О
► Ph2C(SH)CO2H
МеОН, Н+
12
> Ph2CHSSCHPh2 (42)
PhCH2Cl
> Ph2CH2CPh2SCH2Ph
PhCH2S’PhCH2S’BuLl >BuLl >(126)(126)(127) R = H(128) R = E(127) R = H(128) R = E(43)(43)
PhCH2S’
PhCH2S’
BuLl >
BuLl >
(126)
(126)
(127) R = H
(128) R = E
(127) R = H
(128) R = E
(43)
(43)
В качестве продукта реакций большинства неентнолизованных тиокетонов с диазометаном (и другими диазоалканами) при комнатной или повышенной температуре выделяют тииран (131) (Уравнение 44) [2, 3]. Было показано [121 —123], что эти реакции могут проходить через оба возможных интермедиата — тиади- олины (129) и (130), которые можно выделить при проведении реаКЦИН В° соответствующих условиях, то есть при температуре
С112Л2
и (или)
(129)(130)(131)
Шёнберг с сотр. [124] обнаружили, что в реакциях ароматических и гетероароматических тиокетонов JRR*C=S [диарилтиокетоны, 4-тиопираны (8; Х = О), 4-тиохроманы (9; Х = О), ксан- тион (10; X = О) и тиоксантион (10; X = S)] с дизамещенным диазометаном R2R3CN2 получаются тиираны (132), с самим диазометаном — 1,3-дитиоланы (133), а с монозамещенным диазометаном R2CHN2 — соединение (132; R3=H) или (133; R3 = H). На основании того, что на ход реакций не влияют концентрации реагентов, предполагают, что интермедиатом этих превращений является одна общая частица, а на образование продукта влияют только пространственные факторы [124]. Аномально реагирует с диазометаном гексафтортиоацетон (53), при этом образуется ди- тиолан (134) [103]. Однако следует отметить, что аналогичный продукт образуется при разложении тиадиазолина (136), полученного в реакции тиокетона (135) с диазометаном, в присутствии избытка (135) (уравнение 45) [121]. Как и ожидалось, при обработке диазоалканами ентиолов образуются только продукты S-ал- килирования [117, 123]. Ентиолизующиеся тиокетоны, которые обычно не существуют в ентиольной форме, под действием диазоалканов по крайней мере частично превращаются в S-алкилированные ентиолы [117, 123] (см., например, уравнение 46) [117].
МеС—CMe2CO2Et ™—2 > Ме^С—CMe2CO2Et + СН2=С—CMe2CO2Et (46) (137) (20%) (80%)МеС—CMe2CO2Et ™—2 > Ме^С—CMe2CO2Et + СН2=С—CMe2CO2Et (46) (137) (20%) (80%)
МеС—CMe2CO2Et ™—2 > Ме^С—CMe2CO2Et + СН2=С—CMe2CO2Et (46) (137) (20%) (80%)
МеС—CMe2CO2Et ™—2 > Ме^С—CMe2CO2Et + СН2=С—CMe2CO2Et (46) (137) (20%) (80%)
Поведение тиокетонов в реакциях с электрофильными реагентами существенно отличается от поведения кетонов. В то время как кетоны обычно атакуются главным образом по а-углеродному
ятомм в случае тиокетонов центром для электрофильной атаки является преимущественно атом серы, что ясно видно из реакций, ентиолизующихся тиокетонов (независимо от того, ентиолизованы они или нет) с алкил- и ацилгалогенидами, ангидридами карбоновых кислот, кетенами, сульфенилхлоридами и сероуглеродом (схема 47) [36, 38, 107, 125].ятомм в случае тиокетонов центром для электрофильной атаки является преимущественно атом серы, что ясно видно из реакций, ентиолизующихся тиокетонов (независимо от того, ентиолизованы они или нет) с алкил- и ацилгалогенидами, ангидридами карбоновых кислот, кетенами, сульфенилхлоридами и сероуглеродом (схема 47) [36, 38, 107, 125].и сероуглеродоми сероуглеродомС—SCOCHRzС—SCOCHRzr2c=c=or2c=c=oC=SC=SRXRXС—SRС—SRC—SSArC—SSArArSCIArSCIRCOXRCOXC—SCSSRC—SCSSRcs2RIcs2RI/^СЕДИЛИV(ксоцо/^СЕДИЛИV(ксоцо(47)С—SCOR(47)С—SCORТакие реакции часто проводят в присутствии основания (например, алкилирование и реакции с сероуглеродом). Интересно отметить, что неентиолизованный а,а-дизамещенный р-тиоксоэфир (137) и енаминотиокетоны (86) в реакциях с алкилгалогенидами в присутствии основания образуют только S-алкилпроизводные (138) [117] и (139) [126] соответственно. В аналогичных реакциях с участием р-тиоксокетонов также образуются только S-алкил- или S-ацилпроизводные независимо от действительно существующего таутомерного равновесия (см. выше) реагирующего р-тиоксо- кетона [43, 79, 90]. Тиокетон (137) реагирует с кетеном с образованием S-ацетилпроизводного (140) [117], а при обработке енаминотиокетонов (86) кетенами получаются гетероциклические соединения (141) [127]. Реакции енаминотиокетонов, р-тиоксоэфиров, Р-тиоксокетонов и аналогичных полифункциональных ентиолизую- щихся тиокетонов с кетенами широко используют в синтезах разнообразных серусодержащих гетероциклических соединений [1—3] (уравнения 48—52) [127, 128]. Циклические а,р-ненасы- щенные тиокетоны (3) и (4) реагируют с алкилгалогенидами в присутствии сильного основания, а также с ангидридами карбоновых кислот с образованием S-алкил- и S-ацилдиентиолов, соответ
ятомм в случае тиокетонов центром для электрофильной атаки является преимущественно атом серы, что ясно видно из реакций, ентиолизующихся тиокетонов (независимо от того, ентиолизованы они или нет) с алкил- и ацилгалогенидами, ангидридами карбоновых кислот, кетенами, сульфенилхлоридами и сероуглеродом (схема 47) [36, 38, 107, 125].
ятомм в случае тиокетонов центром для электрофильной атаки является преимущественно атом серы, что ясно видно из реакций, ентиолизующихся тиокетонов (независимо от того, ентиолизованы они или нет) с алкил- и ацилгалогенидами, ангидридами карбоновых кислот, кетенами, сульфенилхлоридами и сероуглеродом (схема 47) [36, 38, 107, 125].
и сероуглеродом
и сероуглеродом
С—SCOCHRz
С—SCOCHRz
r2c=c=o
r2c=c=o
C=S
C=S
RX
RX
С—SR
С—SR
C—SSAr
C—SSAr
ArSCI
ArSCI
RCOX
RCOX
C—SCSSR
C—SCSSR
cs2
RI
cs2
RI
/^СЕДИЛИ
V(ксоцо
/^СЕДИЛИ
V(ксоцо
(47)
С—SCOR
(47)
С—SCOR
ственно [129] (уравнение 53).
SR
СН2=С—СМе2—CO2Et
R = Aik
R = СОМе
R*
_|R3CH=C=O
SR R2R1—С=СН—C=NHR3(139)SR R2R1—С=СН—C=NHR3(139)MS'MS'R—CS—СН=С—NHR2 >
SR R2
R1—С=СН—C=NHR3
(139)
SR R2
R1—С=СН—C=NHR3
(139)
MS'
MS'
Ar—CS—CH=CH—NR2Ar—CS—CH=CH—NR2RiCOCH2BrRiCOCH2BrEt3NEt3NArAr< 2—COR1 sOH< 2—COR1 sOH(49)(49)R1CH(COC1)2RC=CHCO2Et >R1CH(COC1)2RC=CHCO2Et >EtO2CEtO2CR1R1R-R-NaHR1CH2XNaHR1CH2X(50)(50)RC=CHCO2EtRC=CHCO2EtоснованиеоснованиеOHOHRRs(R' = Ph, CN, CO2Et)s(R' = Ph, CN, CO2Et)RC—CH2COPhRC—CH2COPh1. McOMa2. C1COCH2CN1. McOMa2. C1COCH2CNRlCOCH2BrEt3NRlCOCH2BrEt3N(51)(51)PhPhRC=CHCOPhRC=CHCOPhоснованиеоснованиеR;R;SCH2COR'SCH2COR'2—COR* S2—COR* SNCNCRC=C(CN)2RC=C(CN)2nh2cinh2cinh2nh2NS'NS'(52)(52)SRSRSRSR|(53)|(53)NaOEt, MeI(R = Me) или (MeCO)2O(R = COMe)NaOEt, MeI(R = Me) или (MeCO)2O(R = COMe)
Ar—CS—CH=CH—NR2
Ar—CS—CH=CH—NR2
RiCOCH2Br
RiCOCH2Br
Et3N
Et3N
Ar
Ar
< 2—COR1 s
OH
< 2—COR1 s
OH
(49)
(49)
R1CH(COC1)2
RC=CHCO2Et >
R1CH(COC1)2
RC=CHCO2Et >
EtO2C
EtO2C
R1
R1
R-
R-
NaH
R1CH2X
NaH
R1CH2X
(50)
(50)
RC=CHCO2Et
RC=CHCO2Et
основание
основание
OH
OH
R
R
s
(R' = Ph, CN, CO2Et)
s
(R' = Ph, CN, CO2Et)
RC—CH2COPh
RC—CH2COPh
1. McOMa
2. C1COCH2CN
1. McOMa
2. C1COCH2CN
RlCOCH2Br
Et3N
RlCOCH2Br
Et3N
(51)
(51)
Ph
Ph
RC=CHCOPh
RC=CHCOPh
основание
основание
R;
R;
SCH2COR'
SCH2COR'
2—COR* S
2—COR* S
NC
NC
RC=C(CN)2
RC=C(CN)2
nh2ci
nh2ci
nh2
nh2
N
S'
N
S'
(52)
(52)
SR
SR
SR
SR
|(53)
|(53)
NaOEt, MeI(R = Me) или (MeCO)2O(R = COMe)
NaOEt, MeI(R = Me) или (MeCO)2O(R = COMe)
S
пмоденствпп ентиолпзующихся тиокетонов с аллилга- этого пспЛУЧиаЮТСЯ алкнлв,1Н,^сульфиды (142). Соединения термическую интеРесны> поскольку они могут претерпевать перегпуппнплп,- ’г:спг„матРопную перегруппировку (тиовариант (143) У 2 *в х ^«пзепа), с образованием новых тиокетонов спонтанно ппп ил°ГИХ слУчаях эта перегруппировка происходит мнатной температуре, но для завершения быст- 692
o и полного превращения обычно необходимы более высокие температуры Этим методом с прекрасными выходами были синтезированы новые тиокетоны (144) —(146) из S-аллилированных ентиолов, полученных из 3,3-диметилбутантиона-2, 2,4-диметилпен- тантиона-3 и тиокамфоры соответственно [130]. Однако во многих случаях условия, необходимые для перегруппировки, слишком жесткие и поэтому спонтанно происходит реакция циклизации, приводящая к серусодержащим циклическим продуктам [131, 132]. Так, S-аллилпрованный тиоацетоуксусный эфир (147) превращается в дигидротиофен (148) в горячем хинолине, а в горячем уксусном ангидриде продукт «тиокляйзеновской» перегруппировки может быть выделен в виде его S-ацетильного производного (149) (схема 55) [131].
(142)луем-Вк—СЗ—'CH2CH2CH=CH2(144)(142)луем-Вк—СЗ—'CH2CH2CH=CH2(144)(143)чзо-pr—CS—CMe2CH2CH=CH2(143)чзо-pr—CS—CMe2CH2CH=CH2(145)(145)Me MeMe Me(54)
(142)
луем-Вк—СЗ—'CH2CH2CH=CH2
(144)
(142)
луем-Вк—СЗ—'CH2CH2CH=CH2
(144)
(143)
чзо-pr—CS—CMe2CH2CH=CH2
(143)
чзо-pr—CS—CMe2CH2CH=CH2
(145)
(145)
Me Me
Me Me
д
Me— C=CHCO2Et ► ГМе—С=С—CO2Et
1I I
SCH2CH=CH2 L HS CH2CH =сн2
(147)||
ХИНОЛИНХИНОЛИНEtO2CEtO2Cs(148)s(148)MeMeAc2OAc2O(55)(55)Me—С=С— СО2Е tI IMeCOS СН2СН=СН2(149)Me—С=С— СО2Е tI IMeCOS СН2СН=СН2(149)» ппответствующие тиолы под Тиокетоны восстанавливаются в яновителей [4, 7]. Однако, действием большинства обычных восст ются При использова- по-видимому, наилучшие результаты п у примере адаман- нии борогидрида натрия, что было по (1171 Согласно дан- тантиона (7) [133] и р-тиоксоэфираi '"^бензофенона«ЫМ Пауэрса и Вестхаймера [134], восстановление тн» ппответствующие тиолы под Тиокетоны восстанавливаются в яновителей [4, 7]. Однако, действием большинства обычных восст ются При использова- по-видимому, наилучшие результаты п у примере адаман- нии борогидрида натрия, что было по (1171 Согласно дан- тантиона (7) [133] и р-тиоксоэфираi '"^бензофенона«ЫМ Пауэрса и Вестхаймера [134], восстановление тн
ХИНОЛИН
ХИНОЛИН
EtO2C
EtO2C
s
(148)
s
(148)
Me
Me
Ac2O
Ac2O
(55)
(55)
Me—С=С— СО2Е t
I I
MeCOS СН2СН=СН2
(149)
Me—С=С— СО2Е t
I I
MeCOS СН2СН=СН2
(149)
» ппответствующие тиолы под Тиокетоны восстанавливаются в яновителей [4, 7]. Однако, действием большинства обычных восст ются При использова- по-видимому, наилучшие результаты п у примере адаман- нии борогидрида натрия, что было по (1171 Согласно дан- тантиона (7) [133] и р-тиоксоэфираi '"^бензофенона
«ЫМ Пауэрса и Вестхаймера [134], восстановление тн
» ппответствующие тиолы под Тиокетоны восстанавливаются в яновителей [4, 7]. Однако, действием большинства обычных восст ются При использова- по-видимому, наилучшие результаты п у примере адаман- нии борогидрида натрия, что было по (1171 Согласно дан- тантиона (7) [133] и р-тиоксоэфираi '"^бензофенона
«ЫМ Пауэрса и Вестхаймера [134], восстановление тн
zn, НС1NaBH4PhCH2Ph -* Ph2C=S ► Ph2CH—SHzn, НС1NaBH4PhCH2Ph -* Ph2C=S ► Ph2CH—SH(57)(57)в дифенил мета нтиол этим реагентом (уравнение 56) происходит в десять раз быстрее, чем аналогичное восстановление бензофенона. У циклических аф-ненасыщениых тиокетонов под действием борогидрида натрия восстанавливаются и тиокарбонильная группа, и двойная связь; восстановление только тиокарбонильной группы можно провести при использовании алюмогидрида лития (уравнение 57) [135]. В условиях восстановления по Клемменсену действием цинка и соляной кислоты большинство тиокетонов превращается в соответствующие метиленовые соединения (уравнение 56) [4, 7, 136].
zn, НС1NaBH4
PhCH2Ph -* Ph2C=S ► Ph2CH—SH
zn, НС1NaBH4
PhCH2Ph -* Ph2C=S ► Ph2CH—SH
(57)
(57)
(56)
Тиокетоны обычно медленно окисляются в присутствии кислорода воздуха. Неентиолизующиеся тиокетоны окисляются главным образом в соответствующие кетоны, но образуются также и другие продукты окисления в зависимости от условий окисления и, особенно, от наличия или отсутствия УФ-облучения [4, 7]. В результате изучения реакции тиобензофенона с кислородом в темноте установлено [137], что основными продуктами являются бензофенон, тиобензофенон-Б-оксид и элементная сера, а диоксид серы образуется с незначительным выходом. На основании анализа распределения продуктов, а также изучения кинетики реакции предположили, что процесс протекает по приведенной ниже схеме (уравнение 58) [137].
О2Ph2CS
Ph2C=S > [Ph2CSO2] ► Ph2C=S=O + Ph2CO + S
I(46%)(46%) (46%)
|(58)
Ph2CO + SO (—> V2SO2 + V2S)(6%)(6%)(3%)(3%)
При окислении тиобензофенона в твердом состоянии образуется тритполан (150) [7]. При фотохимическом окислении тиокетонов получаются соответствующие кетоны [138, 139]. Озонирование ароматических тиокетонов также приводит к соответствующим кетонам, если объемы арильных заместителей не слишком велики, в противном случае получаются оксиды тиокетонов (уравнение b )
Дифенилциклопропентион (13) окисляется до соответствующего кетона тетраацетатом свинца, но при обработке моноперокси фталевой кислотой образуется оксид (151) [141]. Большинство не ентполизованных тиокетонов при обработке пероксикислотами 594
превращается в оксиды (см. ниже), однако при исчерпывающем окислении пероксикислотами все же образуются кетоны [142]. Ентиолизованные тиокетоны окисляются преимущественно в винильные дисульфиды (152), по-видимому, независимо от используемого окислителя [77]. Уместно напомнить, что первые попытки определить степень ентиолизации тиокетонов фактически основывались на экспериментах по титрованию иодом, при этом необоснованно предполагали [143], что только ентиольный таутомер быстро и количественно превращается в дисульфид.
(151)(151)(152)(152)S — s
(151)
(151)
(152)
(152)
ph\l J/Ph
(150)
Одной из реакций, по поведению в которой тиокетоны отличаются от кетонов, является реакция сочетания, происходящая при нагревании тиокетонов с некоторыми порошкообразными металлами (Си, Fe, Zn, Ni, Ag, Sb, Bi) в инертных растворителях; при этом получаются тетразамещенные этилены (153) (уравнение 60) [7]. Известны также реакции сочетания, происходящие только при нагревании [7] или под действием трибутилфосфина [144].
А
2Ar2C=S4-2Cu > Аг2С=САг2+ 2CuS(60)
(153)
инте-обла-инте-обла-Неентиолизующиеся тиокетоны вступают, в частности, в ресные реакции присоединения с различными соединениями,
инте-обла-
инте-обла-
дающими поляризованной кратной связью или другим диполярным фрагментом; при этом образуются гетероциклические соединения, недоступные другим способом [2, 3, 7]. В качестве примера можно привести синтез соединений (154) и (155) в реакциях с нитронами [145] и N-оксидами нитрилов [146] соответственно. Гексафтортиоацетон реагирует мгновенно с пропиленом при —78 °C с образованием аллил (1,1,1,3,3,3-гексафторпропил-2) сульфида с высоким выходом (уравнение 61) [147]. Эта реакция циклоприсоединения происходит также с другими алкенами; по-видимому, 8 ней участвует также монотиобензил (43) [148]. Аналогичным способом ароматические тиокетоны реагируют с тетраметилалле- НОм с образованием аддуктов (156) [149].
(154)
F3C
F3C
C=S
ASCIIS,
\=CMe2 сн^е
^Ме
(156)
CHo—CH
F3C.
^ v ^/ch-s-ch2ch=ch7
(61)
Неентиолизующиеся тиокетоны выступают в качестве диено филов в реакциях Дильса — Альдера, причем их реакционная способность на несколько порядков выше, чем у соответствующих карбонильных соединений [150—152]. Чрезвычайно активен гексафтортиоацетон (53). Так, например, он реагирует с бутадиеном (уравнение 62) с образованием 3,6-дигидро-2Я-тиопирана (157) так быстро, что авторы [150] предложили использовать его для титрования бутадиена. В этой методике неисчезающая голубая окраска указывает на конец титрования. Енаминотиокетоны можно использовать в качестве «диенов» в реакциях Дильса —Альдера с соответствующими алкенами, причем в зависимости от природы заместителей образуются 4-амино-2,3-дигидро-4Я-тиопираны или 2//-тиопираны (уравнение 63) [153].
Вследствие того, что тиокетоны имеют по крайней мере две (если не три) полосы поглощения в видимой УФ-области спектра (см. выше), которые достаточно удалены друг от друга, та^ их можно возбуждать селективно, можно было ожидать СУ венного отличия фотохимических свойств тиокетонов от с кетонов. Фотохимия тиокетонов создана накЫЛо
ний, проведенных в последнее десятилетие [1 3, 10]. а известно лишь несколько работ, посвященных изучению р фотоокисления и фотовосстановления тиобензофенонов I ’ и. Результаты этих исследований позволили де Майо [ J , „ает ровать, что возбужденная тиокарбонильная ФУНКЦ наибо- своими собственными отличительными характеристи , на лее важной из них Является способность возбужденн
часто если не всегда, давать продукты, образующиеся из более высокого синглетного состояния (S2). Для простых хромофоров такие фотохимические реакции в растворе пока реализуются лишь для тиокарбонильной функции.
' Двойственная реакционная способность тиокетонов выражена, например, в фотохимических реакциях тиобензофенона с алкенами. С алкенами, имеющими не электроноакцепторные, а другие заместители, тиобензофенон реагирует при облучении светом с длиной волны 589,0 и 366,0 нм, т. е. при возбуждении до состояния Si и S2; при этом образуются тиетаны или 1,4-дитианы в зависимости от пространственных факторов и от концентрации тиокетона (схема 64) [154, 155]. Однако самые высокие выходы получены при облучении светом с длиной волны 589,0 нм. Полагают, что эта реакция проходит через самое низкое триплетное состояние (Л) и что этот процесс характеризуется как региоселективный, но не стереоспецифичный. Тиобензофенон реагирует очень быстро при комнатной температуре с алкенами, имеющими электроноакцепторные заместители, при облучении светом с длиной волны 366,0 нм с образованием тиетанов, однако при облучении светом с длиной волны 589,0 нм в реакции образуется 1,4-дитиан, например (158), хотя и с очень низким квантовым выходом (см. схему 65) [154—156]. .
Таким образом, по-видимому, для образования тиетана необходимо возбуждение тиобензофенона в состояние S2, что подтверждено другим путем при более детальном изучении механизма реакции тиобензофенона с акрилонитрилом [156]. При облучении системы тиобензофенон — акрилонитрил светом с длиной волны 366,0 нм при —70°C образуется 1,3-дитиан (159) (схема 65). Зто соединение разлагается при комнатной температуре на тиобензофенон и тиетан (160) (с высоким выходом), что, следовательно, подтверждает его промежуточное образование в фотохимической реакции при комнатной температуре [156]. Реакции Циклоприсоединения с участием тиобензофенона, возбужденного состояние S2, стереоспецифичны, но обычно не региоселективны.
бреди других интересных фотохимических реакций аромати- ^еских тиокетонов, включающих и реакции циклоприсоединения сопряженными диенами, алленами и ацетиленами [1—3, 10],
hv (589 им) > комн, темпе- ратура
S—
PhCN
Ph
(160)
(65)
hv (366 нм).
—70 °C
комн, температура >
—Ph2CS
(159)
заслуживают особого внимания две реакции, приводящие также к циклическим продуктам. Возбуждение (л,л *) алкилфенилтиоке- тонов (161) в состояние S2 приводит формально к внедрению в б-положение и образованию циклопентантиолов (162) (уравнение 66) [154, 155]. Полициклические ароматические тиокетоны, имеющие свободное соседнее пери-положение по отношению к тио- карбонильной группе, как, например, в (163), при возбуждении (л,л*) в состояние Si циклизуются в производные тиофена, например (164) (уравнение 67) [158].
Относительно мало изучены фотохимические реакции неароматических тиокетонов; в основном это сделано на адамантантионе (7), выбранном в качестве модельного соединения. Однако неароматические тиокетоны также реагируют фотохимически в состоянии 71 (после перехода внутри системы из Si) или S2. Так, адамантантион, возбужденный в состояние Si, реагирует с алкенами с образованием главным образом тиетанов (уравнение 68) [154]. Эта реакция, которая, как полагают, проходит как и в случае ароматических производных с образованием бирадикального интермедиата, нестереоспецифична, но в некоторой степени региоселективна [154]. При возбуждении в состояние
итяятион пеагирует с алкенами также с образованием 51 ада”Равнение 69), но в этом случае реакция стереоспеци- Т™,^ но нерегноселектнвна [154, 159]. Обычно в фотохимических ФЛкш,я” проходящих через состояние S2, в качестве побочного реакциях, прАлициклические тиокетоны, воз-
но нерегиоселективны (уравненияно нерегиоселективны (уравнения&Мые в₽ Хоя»в" S2P характеризуются также явной тенден- пней участвовать в процессах внедрения как внутри-, так и меж молекулярно, причем эти превращения также стереоспецифнчны, J /^nnot^UTiq /0, /1)[ 1 ОУ, lOUj.
но нерегиоселективны (уравнения
но нерегиоселективны (уравнения
так итак и
так и
так и
Общей фотохимической реакцией как ароматических неароматических тиокетонов, происходящей не из состояния Si mv чтя является присоединение к нитрильной группе. По-видимо- bos6v Р^™ является единственным примером присоединения
У денной молекулы к нитрильной группе (уравнение 72).
ТИОКЕТЕНЫ
Свойства тиокетенов
Тио
соединен ия^дТ" ?Sb Реакционносп°собные и очень нестабильные точно обвач^тт. Г‘ Они были известны только как промежу- У Щиеся частицы и предполагаемые интермедиаты;
(167)(167)(168)(168)первый стабильный тиокетен, бис (трифторметил) тиокетен (166; R = Rt__CF3), был получен и характеризован Раашем [162]’ В последние годы стало возможным получение других простых тиокетенов, например диметилтиокетена (166; R = Ri=Me), стабильность которого в разбавленных растворах при —70 °C достаточна для проведения спектроскопических исследований [163]. Период полураспада этого тиокетена при —70°С в 0,3 М растворе в трихлорфторметане равен 60 мин. Предсказанная на основании микроволнового спектроскопического исследования незамещенного тиокетена (166; R=R,=H) (генерированного пиролизом гексаметил-1,3,5-тритиана при 900 °C) длина связи C=S, равная 156 пм [164], хорошо согласуется с данными, полученными на основании рентгеноструктурного анализа стабильного кристаллического тиокетена (167), для которого найденные длины двойных связей С=С и C=S соответственно равны 129,0 и 156,9 пм [165]. Таким образом, связь C=S в тиокетене значительно короче, чем в тиоформальдегиде (см. выше). Некоторые физические и спектральные характеристики тиокетенов приведены в табл. 11.22.4.
(167)
(167)
(168)
(168)
Rx
V=C=S R,Z
(166)
Таблица 11.22.4. Некоторые физическиз и спектральные характеристики RR'C=C=S
R, Rt
T. кип., °C (мм рт. CT.)
v(C-C). CM-1
^макс" нм (*® емакс)
Литература
CF3, CF3 Me, Me
52-53 (760)
1783
503 (0,92), 239 (3,75)
[166]
1789 a
——
[163]
изо-Pr, rper-Bu
54—56 (14)
1761
584 (0,8), 530 (пл.), 240 (3,7), 213 (4, 2)
[170]
трет-Ьи, rper-Bu
59-60 (6)
1745
570 (0,9), 239 (3,62), 211 (4,51)
[169]
—CMe2(CH2)3CMe2—
70-72 (4)
1741
585 (1,0), 525 (пл.), 240 (3,6), 215 (4,1)
[170]
rper-BuBu-rper
11
—CH(CH2)3CH—
37 (т. пл.)
1746
607 (0,9), 525 (0,5), 265 (3,2), 244 (3,3), 220 (4,0)
[170]
п-С1СвН4, n-ClC6H4
1725
627 (2,31)
[168]
Ph, Ph
1725
624 (2,51)
[168
rper-Bu, H
.—
1758
575 (1,0)
[168]
Me3Si, Me3Sl
45(1)
1757
413 (1,04), 263 (3,06), 218 (4,10)
[171
Плечи при 1813 и 1743 см-1.
Методы получения тиокетенов
В большинстве методов, пригодных для синтезз тиокетенов, используется высокотемпературный термолиз. Так, бис (трифтор- метил) тиокетен получен термическим крекингом десаурина (168) при 650—750 °C [162, 166], а диметилтиокетен образуется пои импульсном термолизе тетраметилциклобутандитиона-1,3 (105) при 800—940 °C [163]. Предполагали [2, 3, 167], что тиокетены образуются в качестве интермедиатов как при термическом, так и при фотолитическом разложении 1,2,3-тиадиазолов (169), ио только недавно Сейболд и Хейбл [168] действительно синтезировали тиокетены из 1,2,3-тиадиазолов, используя импульсный термолиз (уравнение 73).
М 580 =С Г \О
X—>)c=C=S (73)
L-S7 J R*/
N
(169)
Стабильные тиокетены можно получать также более обычными методами. Так, ди-трет-бутилтиокетен (170; R = Bu-трет) синтезирован с хорошими выходами при обработке ди-трет-бутилкетена или ди-трет-бутилацетилхлорида пентасульфидом фосфора в горячем пиридине (уравнение 74) [169]. Последняя реакция пригодна также для синтеза других стабильных тиокетенов (см. табл. 11.22.4) [170]. Стабильный бис (триметилсилил) тиокетен (171) получен в виде желтого масла в результате последовательных реакций триметилсилилэтиниллития с элементной серой и триме- тилхлорсиланом при —45°C в эфире (уравнение 75) [171].
R'c=c=0R.C-C-SR2CH-COCI (74)
(ПО)
Me,SIC=CH "S’ Me,SiC-C- Li* '; ^^ (MeiSi),C=C=S (75) (171)
Реакции тиокетенов
Независимо от природы заместителей R и R1 тиокетены 1 66) даже при довольно низких температурах очень легко реагируют с обычными нуклеофильными реагентами, такими, как нярР™’ тиолы> первичные и вторичные амины; при этом сохра- Но тся тиокарбонильная двойная связь и образуются соответствен- сложные эфиры тионкарбоновых и дитиокарбоповых кислот
и тиоамиды (схема 76) [163, 168, 169, 171, 172].HYnR2XH
RR'CH—CS—Y ■< > RR’CH—CS—XR2
(76)(76)hz — C=C=S — R2NH
(76)
(76)
RR1C=CH— S—Z ■< R‘► RR’CH— CS—NR2
(166)
X = O, S Y = C1, Br; Z = SiEt3, HSiR2. SnR3
Тиоацилгалогениды образуются в реакции тиокетенов с гало- геноводородами (схема 76) [172, 173]. Тиокетены, по крайней мере бис(трифторметил)тиокетен, реагирует также с гидридами кремния и олова, но в этих реакциях получаются производные ентиолов (см. схему 76) [172].
Детальное изучение реакционной способности бис(трифторме- тил)тиокетена (172), проведенное Раашем [166, 172], по-видимо- му, показывает, что химические свойства тиокетена более всего определяются участием тиокарбонильной группы. Так, (172) вступает в еновые реакции с разнообразными ациклическими и циклическими олефинами, в результате которых получаются замещенные аллилвинилсульфиды (173) (уравнение 77) [172]. В реакции Дильса — Альдера тиокетена (172) с 2,3-диметилбутадиеном-1,3 образуется производное дигидротиопирана (174) [166].
На схеме 78 приведены реакции этого тиокетена с элекроно- донорными олефинами, тиокарбонильными соединениями (тиокетонами, дитиоэфирами, тионкарбонатами, тритиокарбонатами, изотиоцианатами), кетеном и карбодиимидами [166]. В реакциях (172) с диазометаном, азотистоводородной кислотой, оксидами нитрилов, нитронами и арилоксимами образуются гетероциклические соединения, в которых исходный тиокарбонильный атом серы включен в гетероциклическое кольцо [166].
Тиокетены подобно тиокетонам реагируют с фениллитием при низких температурах (—78 °C) с образованием продуктов тио- фильного присоединения [170]. Карбеноидный интермедиат (175) необыкновенно стабилен при —78 °C, но быстро разлагается при комнатной температуре, если не перехватывается донорами протонов или другими агентами (схема 79).
F3C
F3C
c=c=s
NR
(78)
MeOH R\ /SPh
R1Z
Rм/SPh
c=c=sc=c=sPhLI-78 °CPhLI-78 °CKX —MelX/-.
c=c=s
c=c=s
PhLI
-78 °C
PhLI
-78 °C
XC=C—SPh► zC==C\
Ri/R'/ xMe
d ySPh
co2
►4c=c;
лишь одна реакция окисления ди-трет-бутилтиокетен (170)лишь одна реакция окисления ди-трет-бутилтиокетен (170)HGi R1/ \соан
лишь одна реакция окисления ди-трет-бутилтиокетен (170)
лишь одна реакция окисления ди-трет-бутилтиокетен (170)
В настоящее время известна тиокетенов [169]: стабильный , при обработке монопероксифталевой кислотой или пероксидом водорода превращается в стабильный кристаллический S-оксид (176) [169].
(трет-Ви)2С=С=5=О (176)
7170) [1691, легко
Тиокетены, за исключением,„мрчмер (168)]
димеризуются [главным фразой в Д УР многяе из таких или олигомеризуются (168]. ЬолеегоедиНений, так и
реакций с участием тиокетенов, как «С»Соб”оре [167]. ПО. предполагаемых интермедиатов, рассм р священном этому аспекту химии тиокетено .
ТИОКАРБОН ИЛ ИЛ ИДЫ
Свойства тиокарбонилилидов
Тиокарбонил илиды (177) формально изображают в виде структуры (177а); однако для их изображения можно использовать 1,3-диполярную структуру (1776), нейтральную структуру (177в), содержащую серу(IV), или, возможно, бирадикальную структуру (177г). Простые тиокарбонилилиды, не имеющие заместителей, способных стабилизировать илидную часть молекулы (например, соединения, образующиеся из простых тиокетонов) до сих пор известны только как нестабильные промежуточно образующиеся частицы [2, 3, 174]. Однако известны и стабильные тиокарбонилилиды; первый из них, (180), был описан в 1966 г. Миддлтоном [175]. Необычная стабильность (180) объясняется делокализацией как положительного, так и отрицательного зарядов, как показано в структуре (181). В последние годы получены новые стабильные тиокарбонилилиды (182) — (185) [176—179]; как и для илида (180) для них возможна стабилизация путем делокализации заряда на соседних атомах.
^C=S—С^(177а)^C=S—С^(177а)^С—S—С^(1776)^С—S—С^(1776):c=s=c:c=s=cС—S—СС—S—С(177в)(177в)(177г)(177г)
^C=S—С^(177а)
^C=S—С^(177а)
^С—S—С^(1776)
^С—S—С^(1776)
:c=s=c
:c=s=c
С—S—С
С—S—С
(177в)
(177в)
(177г)
(177г)
Стабильные тиокарбонилилиды представляют собой бесцветные кристаллические соединения, имеющие относительно высокие температуры плавления, что согласуется с их ионным характером. Рентгеноструктурный анализ [176] соединения (178) подтверждает приписанную ему структуру, в нем длины двух С—S-связей одинаковы и равны 170 пм (среднее значение между двойной и простой связью CS), а угол CSC равен 104,26°.
CO2EtCO2Et(178)(178)CO2EtCO2Et
CO2Et
CO2Et
(178)
(178)
CO2Et
CO2Et
Методы получения тиокарбонилилидов
Первоначально тиокарбонилилид (180) получен с высоким выходом в необычной реакции оксирана (179) с тиомочевинои (уравнение 80) [175]. В других методах синтеза упомянутых выше стабильных тиокарбонилилидов из тиокарбонильных соеди нений (тиомочевин, имидазолтионов, 1,2-дитиолтионов-З) м использовать реакции, основанные на общих принципах син^ обычных илидов [176—178] или реакцию с иодониевыми илидам (уравнения 81—83) [179].
F Cx /CNH8hk+ _
F3C/O CNHgN^
(179)(180)
CN
CN
(80)
(81)(81)
(81)
(81)
RR N\ + Y Et3N RR1^ ’
■ , ;c=s-ch< ч-Ус-q-C^
RRV \Y rpV ^
(182)
Тиокарбонилилиды (185) синтезированы взаимодействием 1,2-дитиолтионов-З с бис (/7-толуолсульфонил) диазометаном [178]. Новый, родственный класс соединений — «тиокарбонильные S- имиды» <186) — получен при реакции 1,2-дитиолтионов-З с хлорамином Т [178]. Известно также соединение (187), которые получено при обработке диазофлуорена сначала М-хлорсульфенил- бензамидом, а затем триэтиламином при —78°C [180].
(188)
(191)
В общем методе генерирования очень нестабильных, простых тиокарбонилилидов (188; R = Н, алкил) в качестве предшественников используют А3-1,3,4-тиа диазол ины (189) [174, 181] Для синтеза (189) возможны два пути: один основан на реакции тиокетонов с дназоалканами, другой—на присоединении сероводорода к азинам (190) и последующей дегидрогенизации образующихся при этом 1,3,4-тиадиазолидинов. При термолизе (189) в мягких условиях легко происходит реакция ретро-1,3-диполярно- го циклоприсоединения, приводящая к генерированию илидов (188) с выделением азота.
Реакции тиокарбонилилидов
Тиокарбонилилиды (188), генерированные описанным выше методом, являются очень активными частицами, и в отсутствие соответствующих перехватывающих агентов в качестве продуктов их превращения выделяют тиираны (191). Спонтанная циклизация (188), которая проходит стереоспецифично, была изучена Келлогом с сотр.; было установлено, что она очень строго подчиняется правилам Вудварда — Гофмана [181,182]. Так,
в соответствии с предсказанной конротаторной циклизацией из ил ида (192) количественно образуется тииран (193) со 100%-ной стереоспецифичностью, несмотря на неблагоприятные пространственные условия (уравнение 85). Аналогично, илид (194) количественно и со 100%-ной стереоспецифичностью превращается в (195) (уравнение 86); на самом деле это происходит настолько быстро, что перехватывание (194) другими агентами, по- видимому, невозможно. Эту реакцию используют для синтеза очень напряженных алкенов, поскольку тиираны очень легко превращаются в соответствующие алкены при нагревании или при обработке реагентами, подобными трифенилфосфину [183]. Келлог с сотр. [181, 182] изучили также стереохимические аспекты реакций циклоприсоединения (188) с агентами-перехватчиками, такими, как диэтиловый эфир азодикарбоновой кислоты и диметиловый эфир ацетилендикарбоновой кислоты; было найдено, что эти реакции также проходят в соответствии с требованиями орбитальной симметрии. В качестве типичного примера можно привести реакцию циклоприсоединения илида (192) с диметиловым эфиром ацетилендикарбоновой кислоты, которая проходит с полным сохранением конфигурации и образованием (196). Однако, в общем случае, химическая активность простых тиокарбопил- илидов по отношению к диполярофилам зависит от скорости конкурирующей валентной изомеризации в тииран. Хотя из илида (192) и образуется соединение (196), однако при генерировании (192) в присутствии других диполярофилов, например енаминов, 2,3-диметилбутадиена и норборнадиена, образуется только тииран (193) [181]. Тем не менее некоторые простые тиокароо-
с образованиемс образованиемр-Ви-третр-Ви-третR Н J (192)R Н J (192)(193)(193)С—СО2МеС—СО2МеС—СО2МеС—СО2Ме(196)(196)(86)(86)(198)(198)(195)(195)
с образованием
с образованием
р-Ви-трет
р-Ви-трет
R Н J (192)
R Н J (192)
(193)
(193)
С—СО2Ме
С—СО2Ме
С—СО2Ме
С—СО2Ме
(196)
(196)
(86)
(86)
(198)
(198)
(195)
(195)
нилилиды легко реагируют с дифенилкетеном циклоаддуктов (197) |184|.
Реакционная способность стабилизированных тиокарбонилили- дов изучена менее подробно, но, по-видимому, она соответствует изложенным выше принципам. В соответствии с этими правилами реагируют тиокарбонильные S-имиды. Так, (186) термически перегруппировывается в имид (198) с выделением серы [185], а (187) вступает в реакцию циклоприсоединения с енаминами, в результате которой получаются гетероциклические соединения (199) [180].
Описано несколько примеров реакций, проходящих с образованием в качестве интермедиатов тиокарбонилилидов [2, 3, 174]. Такой интересной реакцией является фотоперегруппировка винил- нафтилсульфидов (200) в нафто[2,1-6]дигидротиофены (202) [186] (уравнение 87). Интермедиат, илид (201), может реагировать с N-фенилимидом малеиновой кислоты с образованием ад- ДУкта (203).
11.22.4. СУЛЬФИНЫ11.22.4. СУЛЬФИНЫ^87)^87)
11.22.4. СУЛЬФИНЫ
11.22.4. СУЛЬФИНЫ
^87)
^87)
Свойства сульфинов
Сульфины (204) являются S-оксидами тиокарбонильных соединений и обычно изображаются формулой (204а), но для них возможны и другие резонансные структуры (2046) — (204г). Хотя первый представитель этого класса соединений (210) был получен еще в 1923 г. [187], однако в последующие четыре десятилетия химия сульфинов практически не развивалась. Тем не менее в настоящее время известны сульфины, полученные из всех обычных типов тиокарбонильных соединений (см. табл. 11.22.5) [1—3, 188].
R\ Z° R\ + уО- Rx_ + .о Rx+ /О' ri/Ri/
(204a)(2046)(204b)(204r)
Роводнового°КСИДа ^ ^ ^3^^е^иого сульфина - тиоформ- единрнио°г?о пектРальногоОпРеДелена с помощью мик-
единения [189]. В соответствии ' ЭТ°Г° °ЧеНЬ нестабильного со- плоскую стпукт°Л Cso составляетЦ4V™ стрУктУР0Й СУЛЬФ""°' СТруктУРУ- Было4,7 > сама молекула имеет
суются с°ппеТСТВенно ’61 и 147 Т ДЛИНЫ СВЯзей C==S И S==° расчетов {РатСКазаниями, сделан» \ЭТИ РезУльтаты хорошо согла- гиде и его S -„ДЛИНЫ Гйаоай Ол
сУльфина ^Оксиде подтвеожпя^? Вязеи c==s в тиоформальде- (3.99Д) ' ri2nHaK0 вычислены?7 ДВОиной характер С=5-связи [1891, как и выии И днп°льный момент сульфина вычисленное распределение заряда [191]
Таблица 11.22.5. Физические и спектральные характеристики некоторых сульфинов
Сульфин
T. пл., ®С
Полосы поглощения в спектре
Литература
ИК®, см-1
УФ, нм
1170 6
189]
CHz^SO
(гргг-Ви)гС—SO (гргт-Ви)2С— Тиокамфора-S-оксид Ддамантантион-S-оксид
Ph2C^SOB г— («-МеОС.ДЪС—SO ЬТиоформил-г-метокси-
43-45
ИЗО, 1060
264
110,
199]
34—35
1074, 1036
330,315, 252,210
169]
-0 130
30-32 84-85 ~90
1050
1070
1105, 1005
1095, 1010
1065, 1040
270
329, 255, 242
345, 272, 250, 228
398
215] 198]
201] 201] 193а]
нафталин- S -оксид д.флуореитиои- S-оксид
111-112
1120, 1019
362, 273, 265, 238, 232
(1936]
01 с—soд
1155, 1055
288, 252
[202]
phC(=SO)Cl (сия-
39
1145, 1100, 1025
323, 229
1196]
изомер) phC(=SO)Cl
5
1188, 1120, Ю05
328, 226
[196]
инти-изомер^ phSC(=SO)Cl е
1155, ЮЗО
—
[203]
205]
phC(—SO)SPh
81-83
—
336
[203,
(с«я-изомер) PhC(—SO)SPh
24-27
1120, 1000
330
[203,
205]
(аятя-изомер) (PhS)2C=SO MeC(=SO)NH2
63-65
1110, 995
338, 247
[203,
204]
136-137
916
290 ж
[206,
207]
PhC(=SO)NMe2 3
62-64
1011, 995, 952
—
[209
PhC(=SO)NPh2"
135-136
1055, 1028, 985
—
[209
(трет-В uNH)2C— SO
105 (разд.)
867
—•
[208
Ph3CNHC(=SO)NH
119—122
888
—•
[208
1 трет-Ви
(разд.)
аб
Полосы поглощения приписаны валентным колебаниям группы C=S=O. Газофазный спектр. в Зеленые кристаллы. г Смесь син- и анти-изомеров. д Светло-желтая жидкость; т. кип. 34-36 °C при 25 мм рт. ст.; п® 1,5593. е Т. кип. 103 — 106 °C при 0,2 мм рт. ст. Ж В Н2О.
Желтые кристаллы. 11 Оранжево-красные кристаллы.
свидетельствуют в пользу поляризованной структуры, что говорит о большом вкладе резонансной структуры (2046). На основании рентгеноструктурного анализа некоторых стабильных сульфинов (S-оксидов тритиокарбонатов, арилфенилсульфонил- и фенилсуль- финилсульфинов, аминосульфинов) [192] установлено, что подобный характер связей сульфина реализуется также и у высших гомологов и более сложных сульфинов, но при этом нужно принимать во внимание влияние заместителей R и R*. Так, наличие электронодонорных заместителей (например, аминогрупп) приводит обычно к более поляризованной структуре со значительно более длинной связью S—О (150—160 пм).
Вследствие нелинейности сульфиновой группы сульфины (204), имеющие неодинаковые заместители R и R’, могут существовать
60960920 Зак. 497
609
609
В двух различных геометрических формах, которые, по-видимому можно отличить одну от другой, или, возможно, даже разделить В зависимости от скорости их взаимопревращения. Действительно некоторые сульфины (204; R#=R‘) были выделены в обеих фОр’ мах, которые обычно достаточно отличаются по спектральным и физическим свойствам (табл. 11.22.5) [1—3, 188], как показано на примере изомеров (205) и (206) [193]. При температурах значительно выше 100 °C син-ояти-изомеризация этой пары изомеров (как и других аналогичных пар изомеров) происходит с заметной скоростью; энергия активации изомеризации равна 96 ±3 кДж/моль [193]. Экспериментальные результаты [193], а также и теоретические расчеты [194] показывают, что син-анти- изомеризация происходит путем вращения вокруг связи C=S, а не путем инверсии.
сын-изомер;т. пл. 81—82 °C, дМе = 2,24 млн-1сын-изомер;т. пл. 81—82 °C, дМе = 2,24 млн-1(205)(205)анти-изомер;т. пл. 59—60 ’С дМе =2,14 мли-1анти-изомер;т. пл. 59—60 ’С дМе =2,14 мли-1(206)(206)
сын-изомер;
т. пл. 81—82 °C, дМе = 2,24 млн-1
сын-изомер;
т. пл. 81—82 °C, дМе = 2,24 млн-1
(205)
(205)
анти-изомер;
т. пл. 59—60 ’С дМе =2,14 мли-1
анти-изомер;
т. пл. 59—60 ’С дМе =2,14 мли-1
(206)
(206)
S-Оксиды простых алифатических тиоальдегидов и тиокетонов, а также N-монозамещенных тиомочевин обычно довольно неустойчивы, и поэтому они образуются (если вообще образуются) главным образом как промежуточные нестабильные частицы. Стабильные сульфины обычно являются бесцветными, хорошо кристаллизующимися соединениями. Ароматические сульфины окрашены. Некоторые сульфины при комнатной температуре являются жидкостями (см. табл. 11.22.5).
Методы получения сульфинов
при ИМ- (уравне-(88)(89)при ИМ- (уравне-(88)(89)Сульфин (204; R=R1=H) генерируют импульсным вакуумным термолизом соответствующих серусодержащих соединений, например 1,3-дитиетан-1-оксида [189]; он образуется также пульсном^термолизе метансульфинилхлорида [189, 191]
при ИМ- (уравне-
(88)
(89)
при ИМ- (уравне-
(88)
(89)
S 5QQ oq
> CH2=S=O + CH2=S S=xQ
600 °сСНз— SO—Cl > CH2=S=O + HC1
На реакции дегидрохлорирования сульфинилхлоридов основан один из основных методов получения стабильных сульфинов. ’ первый описанный тиоальдегид-8-оксид (207), а также и первые 610
тиокетон-5-оксид (208) были действительно синтезированы этим методом, причем дегидрохлорирование осуществлялось под действием триэтиламина (уравнение 90) [188].
HC=S=OHC=S=O(207)(207)(90)(90)(208)(208)
HC=S=O
HC=S=O
(207)
(207)
(90)
(90)
(208)
(208)
В 1923 г. Ведекинд с сотр. получили первый стабильный сульфин (210) в реакции камфор-10-сульфонилхлорида (209) с пиридином или триэтиламином (уравнение 91) [187]. Тот факт, что выход (2Ю) увеличивается почти в два раза при прибавлении д-толуолсульфонилхлорида [195], служит веским подтверждением интерпретации механизма, показанного на схеме 91. S-Оксид тиобензоилхлорида (211) первоначально также был синтезирован из бензилсульфонилхлорида этим методом [196].
При гидролизе N-монозамещенных карбамоилдихлорметан- сульфенилхлоридов под действием оснований в мягких условиях получаются соответствующие N-монозамещенные S-оксиды тио- ксамоилхлоридов (212) [197]. Однако аналогичные N.N-днзаме- Щенные производные недоступны этим методом.
Наиболее важным методом синтеза сульфинов является окисление тиокарбонильных соединений под действием пероксикислот, таких как л«-хлорпербензойпая кислота и моноперокси- фталевая кислота (уравнение 93). Этот метод пригоден для получения S-оксидов некоторых алифатических и алициклических тиокетонов [198—200], ароматических тнокетонов [193, 201], тиофосгепа [202], тиобензоилхлорида [203], сложных эфиров ароматических дитиокарбоновых кислот [204, 205], фенилхлор-
20* 6И
оо Cl
NallCOg, CH2CI2. Н2О|||
ArNll—С— CCh— SCI-> ArNH—С—C=S=Q (g2,
(212)
карбодитиоата [203] и дифснилтритиокарбоната [204]. Обычно тиокарбоинльиый атом серы окисляется порокеикислотой легче, чем атомы серы, связанные простой связью, или окисленные атомы серы (уравнение 94) [205]. Превращение тиокарбонильных групп тпоамида и тиомочевипы в соответствующие сульфииовыс группы наиболее удобно проводить окислением пероксидом водорода [206—209]. При озонировании тиокарбонильных соединении, имеющих объемистые заместители, получаются соответствующие оксиды [140].
еел
~Перокснкислота„Пероксикислота
(1 экв)||(I экп)
Ar-C—SR -> Ar—C-SR >
соso
„Перокснкислота
(I экв)
—>Аг-С—SOR> Аг—С—SO2R(91)
SOso
R—С—Cl > R-C—X(")
(213)(214)
R = Ph, PhS; X = SPh, SCN, N3
SOО
IIII
Me—С—CH=CH—C—Me (215)
S-Оксиды тиокарбоиилхлорпдов (213) можно превратить в новые S-окспды (214) в результате реакции с соответствующими нуклеофилами, например тнофепокенд-ионом [203], тиоцианат попом [203] и азид-поиом [210] (уравнение 95). аф-Непасыщеп чый у-оксосульфин (215) получен фотохимической реакцией 2,5-дпметилтпофеиа с синглетным кислородом [211].
Реакции сульфинов
Химическая активность сульфппов изучена довольно ^н^0 3, 188], однако имеющиеся данные свидетельствуют о д вольно разнохарактерной реакционной способности сульфино , 612
частично сходной с реакционной способностью тиокетонов, а частично обусловленной собственно сульфиповой функцией.
При гидролизе сульфинов (изучены диарилтиокетон-5-оксиды и S-оксиды тиоамидов [188]) сульфиновая группа превращается в карбонильную группу. Предполагают, что это превращение происходит путем первоначального протонирования сульфинового атома кислорода с последующей нуклеофильной атакой молекулой воды по сульфиновому атому углерода, разрывом связи С—S и последующим депротонированпем (уравнение 96). Реакции сульфинов (213) с некоторыми нуклеофилами происходят по сульфиновому атому углерода с замещением хлора и образованием новых сульфинов (см. выше). Однако при обработке S-оксидов тиокарбонилхлоридов п-толуолсульфинатом натрия в водном ацетонитриле происходит реакция восстановительного замещения с образованием сульфонов (216), т. е. исходная сульфиновая функция превращается в метиленовую группу [212] (уравнение 97). Из S-оксида хлортиоформилхлорида в этих условиях получается бис (n-толуолсульфонил) метан (217) [212].
R\н++ н2о R\ /Soh
V=S=O >^C=S—ОН —*—>
R1Zri/-H+ Ri/ \0H
—>/C=O + [HSOH](96)
SOГ SO 1Г SOSO2Ar 1
I ArSO" |ArSO" |I H2O
RCC1 > LRCSO2ArJ ———>* LRCHSO2ArJ > RCH2SO2Ar
(H20)
(216) (97)
R = M-MeCeH4S, /г-С1СбН4; Ar = n-MeC6H4ArSO2CH2SO2Ar (217)
Диарилсульфины реагируют с литийорганическими соединениями по тиофильному механизму с образованием сульфоксидов (218) (уравнение 98) [213]. Другие нуклеофилы, такие, как илиды и енамины, также ведут себя как тиофилы по отношению к сульфинам; в реакциях с илидами образуются новые илиды (219) [214], а в реакциях с енаминами — сульфоксиды в виде цвиттерионных (220) или нейтральных структур (221) [188, 214] (уравнения 99, 100).
ОО
Ar2C=S=O-—► Аг2С—^—R Li+-^> Ar2CH—S—R(98)
(218)
EtO*C О
Ph3P—CHCO2Et + PhCH=S=O —► Ph3P—i-lcH2Ph(99)
При последовательной обработке S-оксида тиокамфоры этоксидом таллия(I) и алкилгалогенидом образуются аф-ненасыщен- ные сульфоксиды (222) (уравнение 101).
(222)(222)(101)(101)
(222)
(222)
(101)
(101)
По различным направлениям происходят реакции сульфинов с диазоалканами и арилзамещенными диазометанами [3]. Обычно протекает стереоспецифическая реакция циклоприсоединения, проходящая по согласованному механизму, в результате которой образуются А3-1,3,4-тиадиазолин-1-оксиды (223) (уравнение 102) [198, 216, 217]. Полагают, что аномальная реакция, в результате которой образуются стереоизомерные эписульфоксиды (224) (уравнение 103), не проходит через образование интермедиатов типа (223), и образование (224) является следствием влияния стерических факторов [217, 218]. В некоторых реакциях вместо указанных продуктов (223) и (224) получались соединения других типов, но в большинстве случаев их образование можно объяснить, как вторичный результат спонтанных перегруппировок образующихся АМ,3,4-тиадиазолин-1-оксидов [3, 219].
Rx/R2\ / = \ /R2
JC^S=O+N2C/—>V V(102)
R1Z\R3 R / \ Z \R3
(223)
/R2 Ar'SO2\ /R2x
Ar—C—SO2Ar' + N2CZ—>/\~7\(1°3
Io 4ri
(224)
Сульфины вступают в реакции циклоприсоединения по типу реакций Дильса — Альдера с обычными 1,3-диенами; при этом образуются шестичлепные циклические сульфоксиды, например (225) (уравнение 104) [188, 220]. В этом отношении поведение сульфинов аналогично поведению тиокетонов. В то же время ре акция диарилтиокетоноксидов с о-хлоранилом, в результате кото рои получается циклоаддукт (226), показывает существенные ра - 614
личия в реакционной способности сульфина и тиокетона, поскольку в реакциях тиокетонов с о-хлоранилом образуются нормальные аддукты Дильса — Альдера (227) [188] (уравнение 105). Диарил- тиокетоноксиды реагируют как 1,3-диполярофилы с нитриламина- ми, генерируемыми in situ при действии триэтиламина на N-(a-xлopбeнзилидeн)-N/-фeнилгидpaзин (228), с образованием Д2-1,3,4-тиадиазолин-1-оксидов (229) [221] (уравнение 106).
Me
(229)(229)(228)(228)
(229)
(229)
(228)
(228)
Сульфины легко окисляются в соответствующие кетоны. Успешное получение сульфинов окислением тиокетонов пероксикислотами решающим образом зависит от соотношения реагентов; при избытке пероксикислоты неизбежно возрастает окислительное разложение сульфина в исходный кетон [188]. Сульфины могут превращаться в кетоны и под действием озона [140]. При фотолизе сульфины разлагаются до кетонов с выделением элементной серы [188]. При облучении в присутствии кислорода и соответствующего сенсибилизатора сульф ины разлагаются на исходные кетоны и диоксид серы [222].
СУЛЬФЕНЫ
Свойства сульфенов
Сульфены представляют собой соединения структуры (230) и поэтому могут рассматриваться как диоксиды тиокарбониль- ных соединений. Впервые сульфены были описаны в 19 г. Однако, несмотря на все попытки, сульфены ни разу не удалось выделить (S-диоксид тиомочевины не относят к сульфенам, см. ниже) и наши знания об этих соединениях до сих пор основаны
исключительно на их реакциях in situ и на данных низкотемпературного ИК-спектра тиоформальдегиддиоксида (230; R = Ri _. ==Н). Тем не менее химические превращения, в которых суль- фены рассматриваются как химически активные интермедиаты очень обширны (см. обзоры [1—3,223 227]).
В соответствии со структурой (230) и вероятным участием резонансных структур (231а) и (2316) считают, что S-диоксиды
R4R4RHNxRHNx+2)c—s+2)c—sR*HN^R*HN^(2316)(2316)RHNx+ ),C SOgR^N^RHNx+ ),C SOgR^N^являются плоскими молекулами, имеющими почти нормальную двойную связь C=S и частично двойные связи S—О [228]. Структурные свойства бесцветных кристаллических S-диоксидов тиомочевины (232) [229], которые являются единственными известными стабильными S-диоксидами тиокарбонильных соединений, не согласуются с этими представлениями. Так, рентгеноструктурный анализ соединения (232; R—R*=H) показал, что эта молекула неплоская, длина связи С—S равна 185,1 пм (длиннее обычной простой связи С—S приблизительно на 4 пм), а длины связей S—О равны 149,0 пм. Кроме того, S-диоксид тиомочевины не проявляет обычной реакционной способности сульфенов, а ведет себя скорее как цвиттерионные формамидиносульфиновые кислоты (233) [229].
R4
R4
RHNx
RHNx
+2)c—s
+2)c—s
R*HN^
R*HN^
(2316)
(2316)
RHNx
+ ),C SOg
R^N^
RHNx
+ ),C SOg
R^N^
/C=Sx R(230)/C=Sx R(230)RHN^R^N^RHN^R^N^
/C=Sx R
(230)
/C=Sx R
(230)
RHN^
R^N^
RHN^
R^N^
(2 32)(233)(234)
Известны также S-триоксиды тиомочевины [231]. Однако эти очень стабильные, высокоплавкие кристаллические соединения безусловно должны рассматриваться как цвиттерионные формамидиносульфоновые кислоты (234).
Методы генерирования сульфенов
В этом разделе кратко рассмотрены методы, применяемые Для генерирования сульфенов. Поскольку сульфены слишком нестабильны, чтобы их можно было выделить или даже охарактеризовать спектрально, нет никакого смысла говорить о получении этих соединений, следует лишь подчеркнуть, что в описанных ниже реакциях генерирования подразумеваются, если не оговорено особо, дальнейшие реакции In situ генерированного сульфена е присутствующим реагентом.
Традиционный метод генерирования сульфенов основан на спо собностн производных алкансульфоновых кислот (235) вступат в реакцию элиминирования под действием основания (уравнени, 107) [225]. В качестве субстратов наиболее часто используют ал^ кансульфонилхлориды (235; Х = С1), а в качестве основания 616
триэтиламин. Однако в зависимости от реагирующих веществ может оказаться, что использование этого метода нецелесообраз- до, поскольку одновременно могут происходить побочные реакции (особенно реакции замещения), которые в некоторых случаях даже преобладают над реакцией элиминирования. Доказатеть- ством промежуточного образования сульфена (230) при проведении реакции в присутствии дейтерированной воды или дейтерированных спиртов является выделение монодейтерированного производного сульфоновой кислоты (236). При обработке н-нитрофенилсульфоната (237) грег-бутоксидом калия генерируется фенилсульфен (238) в результате реакции элиминирования но это происходит в апротонных условиях (уравнение 108) [232] Единственным примером сульфена, генерированного «обратным элиминированием» (удалением хлористого водорода из а-хлоц- сульфиновой кислоты), является генерирование метилсульфена (тиоацетальдегиддиоксида) (239) (уравнение 109) [233]триэтиламин. Однако в зависимости от реагирующих веществ может оказаться, что использование этого метода нецелесообраз- до, поскольку одновременно могут происходить побочные реакции (особенно реакции замещения), которые в некоторых случаях даже преобладают над реакцией элиминирования. Доказатеть- ством промежуточного образования сульфена (230) при проведении реакции в присутствии дейтерированной воды или дейтерированных спиртов является выделение монодейтерированного производного сульфоновой кислоты (236). При обработке н-нитрофенилсульфоната (237) грег-бутоксидом калия генерируется фенилсульфен (238) в результате реакции элиминирования но это происходит в апротонных условиях (уравнение 108) [232] Единственным примером сульфена, генерированного «обратным элиминированием» (удалением хлористого водорода из а-хлоц- сульфиновой кислоты), является генерирование метилсульфена (тиоацетальдегиддиоксида) (239) (уравнение 109) [233](239) (уравнение(239) (уравнение109) [233].109) [233].Rxоснование)CH—SO2X _HX -> R,Z(235)X = Cl, Br,Rxоснование)CH—SO2X _HX -> R,Z(235)X = Cl, Br,YDC=SO2 "YDC=SO2 "(230)OSO2R;(230)OSO2R;Rx))CD—SO2Y Rl/(236)Rx))CD—SO2Y Rl/(236)(107)(107)PhCH2— S02-0PhCH2— S02-0>—no2>—no2Y = OD, OR rper-BuOKТГФY = OD, OR rper-BuOKТГФPhCH—SO2PhCH—SO2(108)(108)(237)Cl(237)Cl(238)(238)основаниеMeCH—SO—OH > MeCH—SOa(239)По-видимому, общий, но не широко используемый путьоснованиеMeCH—SO—OH > MeCH—SOa(239)По-видимому, общий, но не широко используемый путь(Ю9)(Ю9)гене-гене-рирования сульфенов основан на реакции диазоалканов с диоксидом серы (уравнение 110) [224, 225].рирования сульфенов основан на реакции диазоалканов с диоксидом серы (уравнение 110) [224, 225].RR>CN2+ SO2RR>CN2+ SO2RR’C=SO2 + n2RR’C=SO2 + n2(И0)(И0)
триэтиламин. Однако в зависимости от реагирующих веществ может оказаться, что использование этого метода нецелесообраз- до, поскольку одновременно могут происходить побочные реакции (особенно реакции замещения), которые в некоторых случаях даже преобладают над реакцией элиминирования. Доказатеть- ством промежуточного образования сульфена (230) при проведении реакции в присутствии дейтерированной воды или дейтерированных спиртов является выделение монодейтерированного производного сульфоновой кислоты (236). При обработке н-нитрофенилсульфоната (237) грег-бутоксидом калия генерируется фенилсульфен (238) в результате реакции элиминирования но это происходит в апротонных условиях (уравнение 108) [232] Единственным примером сульфена, генерированного «обратным элиминированием» (удалением хлористого водорода из а-хлоц- сульфиновой кислоты), является генерирование метилсульфена (тиоацетальдегиддиоксида) (239) (уравнение 109) [233]
триэтиламин. Однако в зависимости от реагирующих веществ может оказаться, что использование этого метода нецелесообраз- до, поскольку одновременно могут происходить побочные реакции (особенно реакции замещения), которые в некоторых случаях даже преобладают над реакцией элиминирования. Доказатеть- ством промежуточного образования сульфена (230) при проведении реакции в присутствии дейтерированной воды или дейтерированных спиртов является выделение монодейтерированного производного сульфоновой кислоты (236). При обработке н-нитрофенилсульфоната (237) грег-бутоксидом калия генерируется фенилсульфен (238) в результате реакции элиминирования но это происходит в апротонных условиях (уравнение 108) [232] Единственным примером сульфена, генерированного «обратным элиминированием» (удалением хлористого водорода из а-хлоц- сульфиновой кислоты), является генерирование метилсульфена (тиоацетальдегиддиоксида) (239) (уравнение 109) [233]
(239) (уравнение
(239) (уравнение
109) [233].
109) [233].
Rxоснование
)CH—SO2X _HX -> R,Z
(235)
X = Cl, Br,
Rxоснование
)CH—SO2X _HX -> R,Z
(235)
X = Cl, Br,
YD
C=SO2 "
YD
C=SO2 "
(230)
OSO2R;
(230)
OSO2R;
Rx
))CD—SO2Y Rl/
(236)
Rx
))CD—SO2Y Rl/
(236)
(107)
(107)
PhCH2— S02-0
PhCH2— S02-0
>—no2
>—no2
Y = OD, OR rper-BuOK
ТГФ
Y = OD, OR rper-BuOK
ТГФ
PhCH—SO2
PhCH—SO2
(108)
(108)
(237)
Cl
(237)
Cl
(238)
(238)
основаниеMeCH—SO—OH > MeCH—SOa
(239)
По-видимому, общий, но не широко используемый путь
основаниеMeCH—SO—OH > MeCH—SOa
(239)
По-видимому, общий, но не широко используемый путь
(Ю9)
(Ю9)
гене-
гене-
рирования сульфенов основан на реакции диазоалканов с диоксидом серы (уравнение 110) [224, 225].
рирования сульфенов основан на реакции диазоалканов с диоксидом серы (уравнение 110) [224, 225].
RR>CN2+ SO2
RR>CN2+ SO2
RR’C=SO2 + n2
RR’C=SO2 + n2
(И0)
(И0)
650 °C
Cl— SO2— CH2— CO2H > CH2=SO2 + HC1 + CO2 (111)
(240)
Определенную роль в современной химии сульфенов играют реакции термолиза. Так, незамещенный сульфен (тиоформальдегиддиоксид) (230; R=R‘=H) генерируют импульсным термолизом хлорсульфонилуксусной кислоты (240) (уравнение 111) [234]. Термолизат конденсируют на пластинку из хлорида натрия в криостате при —196°C и снимают ИК-спектр при этой температуре. Полосы средней интенсивности при 3140 и 3040 см-1 приписаны валентным колебаниям группы С—Н, а сильные полосы при 1330 и 1230 см"1 — валентным колебаниям группы S—О. При нагревании термолизата спектр постепенно изменяется, переходя
в спектр метансульфонилхлорида, поскольку сульфен начинает реагировать с присутствующим хлористым водородом. Это изменение начинается при температуре140 °C и заканчивается при —80 °C. Когда термолизат нагревают в присутствии метанола, то ИК-спектр сульфена переходит в ИК-спектр метилметан" сульфоната [225]. При импульсном термолизе ангидрида метан- сульфоновой^ кислоты получается термолизат, ИК-спектр которого (при —196 °C) полностью аналогичен описанному выше- это подтверждает, что образующиеся нестабильные частицы являются сульфенами [234].
К наиболее важным соединениям, которые могут быть использованы в качестве источников сульфенов [1—3, 227], относятся диоксид диметилового эфира 1-фенил-8-тиабицикло[2.2.2]октадиен- 2,5-дикарбоновой-2,3 кислоты (241) [235], тиет-1,1-диоксид (242) [236], 3-гидрокситиетан-1,1-диоксид (243) [236] и N-алкилсульфо- нилфталимиды (244) [237].
SO2SO2ноноSO2SO2(244) R=Me, CH2Ph(244) R=Me, CH2Ph(242)(242)(243)(243)
SO2
SO2
но
но
SO2
SO2
(244) R=Me, CH2Ph
(244) R=Me, CH2Ph
(242)
(242)
(243)
(243)
Особенно интересна, также и с теоретической точки зрения, термическая перегруппировка алкилвинилсульфонов, которая протекает при 165—175 °C и приводит к сульфенам (245) [238]. В описанных условиях реакции [238] сульфены (245) улавливаются в виде N-этилпиридинийсульфонатов (246) (уравнение 112). На основании экспериментов с соединениями, меченными дейтерием, эту перегруппировку можно однозначно классифицировать как [3,3]-сигматропную перегруппировку «сульфо-Коупа».
80s80s165-175 °C уЕЮН, пиридин165-175 °C уЕЮН, пиридин(112)(112)(245)R = Н, Me, Ph(245)R = Н, Me, Ph(246)(246)
80s
80s
165-175 °C у
ЕЮН, пиридин
165-175 °C у
ЕЮН, пиридин
(112)
(112)
(245)
R = Н, Me, Ph
(245)
R = Н, Me, Ph
(246)
(246)
Сульфены генерируют фотолитически из циклических ненасыщенных сульфонов типа (247) [225, 239], а-диазосульфонов [225] и 3-оксотиетан-1,1 -диоксида (248) [225].
(247) X = СН2, О, NR(248)(247) X = СН2, О, NR(248)
(247) X = СН2, О, NR(248)
(247) X = СН2, О, NR(248)
личие от сульфинов сульфены невозможно генерировать
В °Т окислением соответствующих тиокарбонильных соедине- простым альдегидов, тиокетонов) за исключением тиомочевин, НИЙ Т можно окислять постадийно в монооксид и диоксид которые^^^^^^^^ перОксида водорода [229]. Триоксиды тиомоче- (233) можно получить из соответствующих тиомочевин или виН тиомочевин при действии трех или одного эквивалента, ^Ответственно, перуксусной кислоты [2311.
EtsNII
(113)(113)RCH2— s—Cl -—^ RCH=S=NTs
(113)
(113)
NTs(249)
к сульфенам откосятся также иминосульфены ,2401 гл
но генерировать в виде нестабильных И™)- Их мож- ся частиц при обработке алканиминосуль&пииТ°ЧН° обРазУюЩих- амином (уравнение 113) [240]. ^ нилхлоРидов триэтил-
Реакции сульфенов
Реакциям сульфенов в растворе в отсутствие перехватывающих агентов пока уделялось мало внимания. Однако, по-видимому, в этих случаях преобладают процессы димеризации и тетрамери- зации [241]. Сульфены, генерированные в растворе при участии третичных аминов, по-видимому, существуют главным образом в виде цвиттерионов (250) [242]. Было показано [243], что третичные амины действительно выступают как катализаторы в реакциях сульфенов с обычно используемыми перехватывающими агентами, например с водой, спиртами, тиолами, первичными и вторичными аминами (см., например, уравнение 107) [225].
R\.R3NRy _+
,C=SO2 ^==^SO2—NR3
Ri/-R3N Ri/
(250)
В реакциях сульфенов с диазоалканами образуются эписульфоны (251), вероятно, через промежуточно возникающие тиадиазолины [224-226]. Поскольку продукты (251) легко теряют диоксид серы с образованием соответствующих олефинов (стереоспецифично), то эта реакция является частью удобного метода синтеза олефинов (уравнение 114).
Важным свойством сульфенов является их способность уЧаст вовать в реакциях циклоприсоединения. Так, с олефинами обо гашенными электронами, например с енаминами [225, 233 235 244], простыми виниловыми эфирами [227, 245], ацетачям’ кетена [246, 247], а также с ипаминами [232, 248], сульфоны вступают в обычные реакции [2+2]-циклоприсоединения с образованием производных тиетан-1,1-диоксидов (уравнения 115-2
MeCH=SO2 +
N—СН=СМе2
MeSO2—CH=SO2 +
SO2Me
R
—so2
Me
Me
RCH=SO2 4- (R‘O)2C=CHR2
SO2
R*O
OR1
Ar
R2
ArCH=SO2 + Et2X—C=C—X
X = Me, CN
Если в молекуле сульфена система двойных связей, то в гетероциклические соединения
so2
X .
(115)
(116)
(117)
(118)
или олефина имеется сопряженная
реакции образуются шестичленные [225]. Так, при взаимодействии сульфенов с винилогами амидов получаются сультоны (252) [249], а с винилогами тиоамидов — производные 1,2-дитиин-1,1- диоксидов (253) и(или) (254) [127] (уравнение 119). Шестичленные гетероциклические соединения, имеющие в кольце группу —SO2—, преимущественно образуются в реакциях бензоилсульфе- на (255) с кетениминами, анилами, карбодиимидами и циннамили- денамином [250]. Однако с енаминами бензоилсульфен РеДг^ рует аномально, образуя аддукты с открытой цепью ( ° (уравнение 120), а не тиетан-1,1-диоксиды [251]. Таким образец, себя аналогично также в реакциях
в этой сульфинам. NR2R3
реакции бензоилсульфен ведет
Ациклические аддукты получены
R^^X
R<CH И so2
R1
X^so2 s
(254)
R!
(119)
бензальдоксимом, амидоксимами и оксидамибензальдоксимом, амидоксимами и оксидамиphCOCH=SO2 +phCOCH=SO2 +SO2CH2COPh(120)SO2CH2COPh(120)(256) X = О, CH2(256) X = О, CH2
бензальдоксимом, амидоксимами и оксидами
бензальдоксимом, амидоксимами и оксидами
phCOCH=SO2 +
phCOCH=SO2 +
SO2CH2COPh
(120)
SO2CH2COPh
(120)
(256) X = О, CH2
(256) X = О, CH2
фенилсульфена с йгрн.юв [2a2J.
(255)
П 22.6. МОНОТИОКАРБОНОВЫЕ И ДИТИОКАРБОНОВЫЕКИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
Свойства моно- и дитиокарбоновых кислот
В тиокарбоновых и дитиокарбоновых кислотах в отличие т карбоновых кислот соответственно один пли оба атома кисло- 0 g карбоксильной группы заменены серой. Тиолкарбоновые кислоты (тиокарбоновые S-кислоты) (257) и дитиокарбоновые кислоты (259) известны в виде свободных кислот; обычно они стабильны и их можно выделить; стабильны также их эфиры (260) и (261) и их можно выделить. Однако тионкарбоновые кислоты (тиокарбоновые О-кислоты) (258) не существуют в виде свободных кислот. При генерировании их, например, гидролизом стабильных тиоэфиров (262), немедленно происходит таутомерное превращение в соответствующие тиолкнслоты (257). Очевидно, тпокислоты (257) и (258) находятся в быстром таутомерном рав
новесии, и поэтому оба типа монотиокарбоновых кислот правильнее описывать в виде одной и той же равновесной системы (257)^ (258). Однако на основании спектроскопических исследований надежно установлено общее и абсолютное преобладание таутомера (257), по этой причине монотиокарбоновые кислоты можно считать тиолкарбоновыми кислотами [253].
ОSIIR-C—SH ч=> R—С—ОНОSIIR-C—SH ч=> R—С—ОН(257)(258)(257)(258)SX
ОS
II
R-C—SH ч=> R—С—ОН
ОS
II
R-C—SH ч=> R—С—ОН
(257)(258)
(257)(258)
IIII
R—С—SHR—С—YR1
(260) X = О, Y = S
X = Y=S
X = S, Y = О
представляют собойпредставляют собойПростые монотиокарбоновые кислоты желтоватые жидкости с неприятным запахом. У тиомуравьиной кислоты [254] при температурах выше 30 °C проявляется тенденция к полимеризации, но другие тиокарбоновые кислоты термически очень стабильны [253]. Они являются более сильными кислотами, чем соответствующие карбоновые кислоты уабл. 11.22.6). В соответствии с данными ПК-спектров, тиокарб- Л^уат-анион лучше всего изображать резонансной структурой ^53]. Однако поскольку мопотиокарбоповые кислоты и производные, такие, как эфиры (260), не проявляют свойств,
представляют собой
представляют собой
Таблица 11.22.6. Константы диссоциации некоторых карбоновых моно- и дитиокарбоновых кислот
(о воде при 25 °C)
Кислота
Р^а
Кислота
Р^а
Кислота
Р^а
НСООН
3,75
МеСООН
4,76
PhCOOH
4,20
2,48
HCOSH3
2,06
MeCOSH6
3,33, 3,41
PhCOSH6
HCSSHa
0,95
MeCSSH6
2,55
а См. сс. 1254а]. 6 См. сс. [253].
характерных для тиокарбонильных соединений, они не будут рас смотрены в данной главе.р
ОО'
III
R—С—S'R—C=S
(263а)(2636)
Дитиокарбоновые кислоты (259) [253, 255] не очень широко известны возможно потому, что с ними очень неприятно работать. Они являются более сильными кислотами, чем монотиокарбоновые кислоты (см. табл. 11.22.6). Самая простая дитиокислота — дитиомуравьиная кислота (259; R=H) может существовать в мономерной форме в газовой фазе или в растворе при очень низких концетрациях, но выделить ее можно, по-видимому, только в виде циклического тримера (264) [256]. Однако анион дитиомуравьи- ной кислоты стабилен в форме мономерной частицы [257]. Ди- тиоуксусная кислота (259; R=Me) и высшие алифатические дитиокислоты существуют в мономерной форме и представляют собой жидкости красного цвета [253]. Дитиобензойная кислота — жидкость фиолетово-красного цвета [255]. Дитиокислоты, стабилизированные сопряжением или внутримолекулярной водородной связью {как, например, (265) [258], (266) [259] и (267) [260]), часто являются кристаллическими желтыми соединениями. По данным ИК-спектров простые дитиокислоты в отсутствие растворителя и в концентрированных растворах существуют в виде димеров (268) вследствие межмолекулярной ассоциации [261]. В табл. 11.22.7 приведены некоторые спектральные характеристики дитиокарбоновых кислот.
(264) R=H(265)(266)
(269) R = Aikт. пл. 97—98 °Cт. пл. 125,5 °C
Тлблиця П-227. Некоторые характеристичные полосы поглощения в ИК- и УФ-спектрах простых дитиочарбоновых кислот
v(C —S). см 1
v(S — Н). см 1
1а
Хмакс- нм
MeCSSH CF3CSSH EfCSSH PrCSSH
1210° 1253 r 1200 6 1190 6 1219 6
2470 6
2577 r
2470 6
2470 6
2502 6, 2566 д
466 B
phCSSH
538 е
а тнокарбонильный п-> л*-иереход. ° Спектр пленки; см. ее. [258L В См. се. 1253] г д rCU; сМ- СС- [261а]. Д В разбавленном растворе в CClt. Увеличение концентрации -аСтвора приводит к падению интенсивности и постепенной замене этой полосы полосой С более высоким волновым числом; см. сс. [258]. е См. сс. [2616].
За исключением тионформиатов, у которых проявляется тенденция к легкой полимеризации [254, 262], эфиры низших алифатических тионкарбоновых кислот являются стабильными, перегоняющимися, часто дымящими, светло-желтыми жидкостями, имеющими характерный запах, похожий на запах озона. Тион- бензоаты являются стабильными маслянистыми жидкостями, окрашенными в интенсивный желтый цвет. Дитиоформиаты известны только в виде тримеров (269) [263]; другие дитиоэфиры являются вполне стабильными интенсивно окрашенными, дурно пахнущими соединениями. Тиоацилгалогениды (270) представляют собой исключительно реакционноспособные соединения [264]. Ароматические тиоацилгалогениды выделяют в виде интенсивно окрашенных жидкостей (тиобензоилхлорид— жидкость фиолетового цвета); алифатические тиоацилгалогениды, кроме некоторых пергалогенированных представителей, практически неизвестны [264]. Физические и спектральные характеристики некоторых эфиров моно- и дитиокарбоновых кислот п тиоацилгалоге- нидов приведены в табл. 11.22.8.
Интересной особенностью тиои- и дитиоэфиров является то, что соединения при наличии соответствующих заместителей могут тиолеСТВ°Вать в таУтомеРной ентиольной форме. Тенденция к ен- тоноИЗаЦИи конечно не так ярко выражена, как в случае тиоке- R hBriH зависит от электроноакцепторной силы заместителей
НС— С—SHPhC^ ^sО—Н(267)т. пл. 63 °CНС— С—SHPhC^ ^sО—Н(267)т. пл. 63 °CS..H— SRC^ ^CRs—н-.-s(268)S..H— SRC^ ^CRs—н-.-s(268)R-C-XR-C-X(270) X = F, Cl, Br(270) X = F, Cl, BrR 8 (271). Так, ни 0-оксодитиоэфнры [265], ни какие-либо
НС— С—SH
PhC^ ^sО—Н(267)т. пл. 63 °C
НС— С—SH
PhC^ ^sО—Н(267)т. пл. 63 °C
S..H— S
RC^ ^CR
s—н-.-s
(268)
S..H— S
RC^ ^CR
s—н-.-s
(268)
R-C-X
R-C-X
(270) X = F, Cl, Br
(270) X = F, Cl, Br
Таблица П.22.8. Физические константы и спектральные хапакт» некоторых эфиров моно- и дитиокарбоновых кислот и тиопш,^ ристики ______ цилгалогенидов
Тиоэфир
T. кип., °C (мм рт. CT.)
„20 nD
v (C=S), CM 1
^макс’ HM 3 (IgeM3Kc)
Литература
HCSOEt
86,5-87,5 (750)
1,4620
[276]
[264a, 284]
[264a, 6, 270
MeCSOMe
90(760)
1,4594
1218
MeCSOEt
108-110(760)
1,4579
1218
377 (1,29)
110(760)
(«о)
277, 282] ’
EtCSOMe
1,4682
1215
Г9q oq л i
EtCSOEt
129-131 (760)
1212
2o4| [264a, 282] [264a, в, r, 284]
PhCSOMe
111(11)
—
1227
1230
418(2,04)
PhCSOEt
111-114 (10)
1,5889
44 (1,96)
[264г, 270, 277
MeCSSEt
43-46(10)
1,5685
1197
460(1,26)
282] [264д, 281, 287
EtCSSMe
52(12)
1,5712
1189
294] [264в, 294]
PhCSSMe
145 (12)
1,6810
1244
504 (2,11)
[264b, г, 294]
PhCSSEt
97 (0,5)
1,6614
—~
508 (2,07)
[264г, 281, 287,
PhCSCl
60-65 (0,1)
1252
530 (1,82)
294] 2б4в, г, 264]
[264, 264 в, г]
n-MeC6H4CSCl
75-76 (0,4)
—
1258
527 (1,85)
Поглощение приписано тиокарбонильному п->л*-переходу. В качестве растворителя хспользован CeHi2.
другие возможные аналоги малонового эфира [266] не проявляют заметного таутомерного эффекта, однако а-цианомонотиомалоно- вые эфиры (272) в растворе существуют в равновесии, зависящем от растворителя и температуры, с их хелатными ентиольными таутомерами (273) [267]. Дитиоэфир (274) существует почти исключительно в ентиольной форме (275) [267].
R\R1/ZR\R1/ZCH—С—XRasCH—С—XRas(271) Х = О, S(271) Х = О, SCNRX—С—Ан—C—ORIIIISоX = О, R = Me, EtX = S, R = MeCNRX—С—Ан—C—ORIIIISоX = О, R = Me, EtX = S, R = MeCNRX—C=C—C-ORI IIS-H - О(273) X = О, R = Me, EtX = S, R = MeCNRX—C=C—C-ORI IIS-H - О(273) X = О, R = Me, EtX = S, R = Me
R\
R1/Z
R\
R1/Z
CH—С—XRa
s
CH—С—XRa
s
(271) Х = О, S
(271) Х = О, S
CN
RX—С—Ан—C—OR
IIII
Sо
X = О, R = Me, Et
X = S, R = Me
CN
RX—С—Ан—C—OR
IIII
Sо
X = О, R = Me, Et
X = S, R = Me
CN
RX—C=C—C-OR
I II
S-H - О
(273) X = О, R = Me, Et
X = S, R = Me
CN
RX—C=C—C-OR
I II
S-H - О
(273) X = О, R = Me, Et
X = S, R = Me
Методы получения эфиров тион-и дитиокарбоновых кислот
Эфиры тионкарбоновых кислот нельзя получить эТеР^^тСЯ цией мопотиокарбоновых кислот; при этом всегда о р У ^е^_ эфиры карбоновых кислот или, если сольволиз nP°?2fP Однако ствием тиола,— эфиры тиолкарбоновых кислот [Д J • угИх для синтеза тионэфиров существует довольно мн г
upkotodhc из них применяются также для получения методов,v
Д^юТкарбон^ и тиолкарбоновых кислот можно превра-
^Ф'Р ТИОН. и дитиоэфиры, соответственно, обработкой их ТИТтасульфидом фосфора (уравнение 121)[30, 268]. Реакции
ПеНТ-одят таким же путем, как и в синтезе тиокетонов. Этот метод пР°Х1еНим для получения как алифатических, так и ароматических nPIiN. п дитиоэфиров, но, по-видимому, наивысшие выходы в реак- ТИ°Нд0Стигаются при участии в ней тиолэфира [30, 268]. Однако чи« происходить и аномальные реакции. Например, из р-амино- Мпотоновых эфиров (276) при взаимодействии с пентасульфидом Фосфора получаются тпафосфетаны (277), которые при нагрева- ф хроматографировании перегруппировываются в изомерные оксофосфетаны (278) (уравнение 122) [269].
ОS
II p2s5 II
P2S5—>С6н6, 60 °CP2S5—>С6н6, 60 °CSR1SSR1S(277)(277)(122)(122)(278)(278)R—С—XR' ► R—C=XR> (Х = О, S) (121)
P2S5—>
С6н6, 60 °C
P2S5—>
С6н6, 60 °C
SR1
S
SR1
S
(277)
(277)
(122)
(122)
(278)
(278)
MeC=CHCO2R’
I NHR
(276)
Вероятно наиболее важный метод получения тион- и дитиоэфиров основан на способности эфиров иминокарбоновых кислот и иминотиолкарбоновых кислот реагировать с сероводородом (уравнение 123) [253]. Этот метод с большим успехом использован для получения простых алифатических и ароматических тион- и дитиоэфиров [253, 270], эфиров дитионщавелевой кислоты (279) [271], тиоаналогов малоновых эфиров [272, 273] и некоторых а-гидрокситионэфиров (280) и (281) [274]. В качестве исходных соединений можно использовать М,М-дизамещенные амиды (282), которые превращаются в эфир (283) в результате последовательных реакций с триэтилоксонийтетрафторборатом и сероводородом (уравнение 124) [275].
+NH28
(123)(123)R*XH IIH2S II
(123)
(123)
RCN ——► R-C-XR1 „ u -» R-C-XR1 (X = O, S)
H+c5h5n
RO—С—C—ORII IIs sRO—С—C—ORII IIs sPh—CH-C-OEtAh sPh—CH-C-OEtAh s
RO—С—C—OR
II II
s s
RO—С—C—OR
II II
s s
Ph—CH-C-OEt
Ah s
Ph—CH-C-OEt
Ah s
ZR1 EtsO* -BF4R-C-N(’I \R.(282)ZR1 EtsO* -BF4R-C-N(’I \R.(282)♦/К1R—C=NfBF<OEt *♦/К1R—C=NfBF<OEt *H2SC5h5n * R~C=S (124)OEt(283)H2SC5h5n * R~C=S (124)OEt(283)Тионэфиры (262) обычно с хорошими выходами получают реакцией ортоэфиров (284) с сероводородом в присутствии соот ветствующего катализатора [276, 277]. Этим методом впервые был получен этилтионформиат (262; R = Н, R! = Et) [2761Тионэфиры (262) обычно с хорошими выходами получают реакцией ортоэфиров (284) с сероводородом в присутствии соот ветствующего катализатора [276, 277]. Этим методом впервые был получен этилтионформиат (262; R = Н, R! = Et) [2761При взаимодействии дихлорметилметиловогоПри взаимодействии дихлорметилметиловогоR‘ = Et) [276].
ZR1 EtsO* -BF4
R-C-N(’
I \R.
(282)
ZR1 EtsO* -BF4
R-C-N(’
I \R.
(282)
♦/К1
R—C=NfBF<
OEt *
♦/К1
R—C=NfBF<
OEt *
H2S
C5h5n * R~C=S (124)
OEt
(283)
H2S
C5h5n * R~C=S (124)
OEt
(283)
Тионэфиры (262) обычно с хорошими выходами получают реакцией ортоэфиров (284) с сероводородом в присутствии соот ветствующего катализатора [276, 277]. Этим методом впервые был получен этилтионформиат (262; R = Н, R! = Et) [2761
Тионэфиры (262) обычно с хорошими выходами получают реакцией ортоэфиров (284) с сероводородом в присутствии соот ветствующего катализатора [276, 277]. Этим методом впервые был получен этилтионформиат (262; R = Н, R! = Et) [2761
При взаимодействии дихлорметилметилового
При взаимодействии дихлорметилметилового
■ . х й фиРа с О-этил- дитиокарбонаiом калия (2 экв) образуется соединение (285) термический крекинг которого приводит к метилтионформиату (уравнение 125) [262]. Из комплексов пентакарбонилхрома(0) с карбенами (286) получают ароматические тионэфиры при обработке их элементной серой в эфире при 35 °C [278].
RC(OR‘)3 (284)"
.200-220 °C
MeOCH(SCSOEt)2 > HCSOMe + EtOCSSEt + COS (125)
(oc)5Cr—c(oc)5Cr—cZOM9 ^ArZOM9 ^Ar(285)
(oc)5Cr—c
(oc)5Cr—c
ZOM9 ^Ar
ZOM9 ^Ar
(286)
Хлортионформиаты используют в качестве исходных соединений для синтеза высших гомологов тионэфиров в реакциях с реактивами Гриньяра [253], с аренами в условиях реакции Фриделя — Крафтса [75] и с енаминами [279] (уравнения 126 — 128). Аналогично с реактивами Гриньяра [280] и аренами [75] реагируют хлордитиоформиаты, при этом получаются высшие гомологи дитиоэфиров (уравнения 126—128). Высшие гомологи тионэфиров можно также получить с прекрасными выходами в реакции тион- формиатов с диазоалканами (уравнение 129) [281].
Cl—CS—XR1 ‘~ ^^ R—CS—XR1 (X = О, S)(126)
ArH + Cl—CS—XR1 AlC-* Ar—CS—XR1 (X = О, S) (127) CS—OPh
N/ ^O + Cl—CS—OPh —> (^—N^^O(128)
\:N2 + Н—CS—OEt —-->"^СН— CS—OEt(I29)
2R*/
Несколько методов получения тионэфиров основаны на Рациях нуклеофильного замещения. Так, арилтионбензоа
Соединение (287) реагирует и с тиолами с днтиоэфиров с высокими выходами [286].Соединение (287) реагирует и с тиолами с днтиоэфиров с высокими выходами [286].реакции тиобензоилхлорида с фенолами [282]. Дитиоэфиры йЫжн0 превратить в тионэфиры обработкой алкоксид-ионом 285]; при этом особенно эффективными тиоацилирующими ентами являются арилдитиокарбонилуксусные кислоты (287) 19851- Предполагают [285], что тиоацилирующая способность 287) обусловлена не только эффектом уходящей группы; возмож- правильнее связывать ее с i оперированием in situ очень актив- тиоацил ирующего интермедиата (288) (уравнение 130). _образованием новых
Соединение (287) реагирует и с тиолами с днтиоэфиров с высокими выходами [286].
Соединение (287) реагирует и с тиолами с днтиоэфиров с высокими выходами [286].
RO"8—An S
Ar_CS-S-CH2CO2H > Ar—/ \=ОV \=О
S О’S О
(287)'
|ro- .I (130)
Аг—CS-OR + HS—СН2—СО2Аг—CS-OR + HS—СН2—СО2RO-, Н+RO-, Н+(288)(288)
Аг—CS-OR + HS—СН2—СО2
Аг—CS-OR + HS—СН2—СО2
RO-, Н+
RO-, Н+
(288)
(288)
Практически все известные препаративные методы синтеза дитиокислот и дитиоэфиров основаны на реакциях с участием сероуглерода в качестве одного из реагирующих веществ. Особенно подробно изучены реакции сероуглерода с карбанионами, полученными из соединений, имеющих активные метильные и метиленовые группы, в том числе с карбанионами, полученными из кетонов, альдегидов, лактонов, p-оксоэфиров, цианацетатов, цианацетамидов, малонодинитрила и других нитрилов, нитрометана, сульфоксидов и сульфонов [1—3, 253, 260]. Этот тип реакции был разработан Кельбером [287] (схема 131). Стабильные ДИТИОКИСЛОТЫ (291) можно получать непосредственно путем подкисления водных растворов анионов (289). Однако анион (289) обычно является достаточно сильной кислотой, чтобы в большей или меньшей степени депротонироваться в присутствии оснований, т. е. чтобы находиться в равновесии с дианионом (290). Поэтому алкилирование такой смеси алкилгалогенндами приводит обычно к образованию смеси дптиоэфира (292) и тиоацеталя кетена (293). Однако было показано, что соотношение продуктов можно контролировать выбором основания и алкилирующего агента [1—3, 260, 288].
° реакциях пирролов с сероуглеродом в присутствии гидроксида щелочного металла преимущественно образуются пиррол-2- итиокарбоновые кислоты, например (265), которые в свою чеРедь можно легко превратить в дитиоэфир действием
1. Основание
2. CS2
Н+
4
\Н—С—SH
R1/ s
(291)
Rkоснование
CH—C—S" /
R1/Z |H+
(289)
r2x
Rx
^CH—C—SR2
rZ II
(292)
)c=cz
Rl/ \s*
(290)
R2X (131) т
Rx/SR2
RI/Z^SR2
(293)
диалкилсульфата [258]. Пирролы, имеющие
заместители в поло-
жениях 2 и 5, могут реагировать с сероуглеродом с образованием пиррол-3-дитиокарбоновых кислот [258]. В соответствующих условиях енамины могут непосредственно реагировать с сероуглеродом, образуя в зависимости от природы енамина а,р-ненасыщен- ные [3-аминодитиокарбоновые кислоты [259, 289] или 1,4-диполяр- ные соединения (294) (уравнение 132) [290]. При обработке сероуглеродом сульфонийилиды превращаются в новые сульфонийилиды (295), содержащие стабилизирующую дитиоэфирную
группу (уравнение 133)
(СН2)П
[291].
cs2>
MeCN. эфир,-30 °C
н.
"S2C
(СН2)П
(132)
NR2
Rx Gr
(294)
Аг "
NR2
п = 1-8
R*
cs2
-V* ->- NaOH
R\^ 1;s—chcs2"
_R*
Ar S
R\+ I II ,
C—CSCH2Ar
R1Z "
(295)
RR'sCH2Ar 6Г
(133)
кислот[253]
Классический метод получения дитиокарбоновых основан на реакции реактивов Гриньяра с сероуглеродом (уравнение 134). В течение многих лет считали, что этот мет°Д применим в основном для синтеза ароматических дитиокисл [253], но исследования, проведенные в последнее время, ч6™ показали, что даже самые простые алифатические ^ну^у^'^до] получаются этим методом с хорошими выходами [2 , - V Соответствующие дитиоэфиры можно получать с хорошими вь . дами при непосредственной обработке магниевой соли ()
нидом [292, 293]. Успешное применение этого метода, килгалоге в очень значительной степени зависит от природы по-виДиМО у’. [<ачестве растворителя обычно применяют тетра-
CS2, ,
RMgX * RCS—SMgX —
(296)
н+
> RCS—SH
R*X
> RCS—SR'
(134)
С поуглерод не является инертным растворителем в реак- фриделя— Крафтса. Так, 2,4-диметил-5-этоксикарбонил- ЦИЯХ0Л и 2-метил-З-этоксикарбонилпиррол реагируют с сероугле- ПИ^ом в присутствии сухого хлорида алюминия с образованием питиокислот (297) и (298) соответственно [294], а дитиоэфир (299) получается с выходом 43 % в реакции бензола с сероуглеро- лом и (триметилсилил)метилхлоридом в присутствии каталитических количеств хлорида алюминия [295].
Мех /CSSH
EtO2C
2—Me
XNH
(297)
Me——CSSH
NH
(298)
S
Ph—С—SCH2SiMe3
(299)
При обработке 3-алкилтио-1,2-дитиолийиодидов первичным амином образуются аД-ненасыщенные р-аминодитиоэфиры (300) [296]. Дитиоэфиры (300) получаются также с прекрасными выходами при действии реактивов Гриньяра на изотиазолинтио- ны-5 [297] (уравнение 135).
(135)
Описано несколько методов получения тиоацилгалогенидов [264]. До недавнего времени реакция дитиокарбоновых кислот с тионилхлоридом (уравнение 136) была единственным общим методом синтеза тиоацилхлоридов [298]. В настоящее время для синтеза тиоацилхлоридов используют реакции дитиокислот с фосгеном [299] и низкотемпературные реакции тиокетенов с хлористым водородом (уравнения 137, 138) [173].
so с 12
Ar—CS—SH > Аг—CS—CI(136)
пСОС12
R-CS-SH —> [R-CS—S-CO-CI] —R—CS—Cl(137)
——COS
НС1
V=c=s ——Vh-CS-CI(138)
R'/"80 С R.Z
Реакции тион- и дитиокарбоновых кислоти их производных
Тиоацилгалогениды легко реагируют с разнообразными нуклеофилами как тиоацилирующие агенты, при этом образуются тион' эфиры, дитиоэфиры, тиоамиды и т. д. (схема 139) [264]. В реакции арнлтиокарбонилхлоридов с тиоцианатом натрия образуются нестабильные арилтиокарбонилтиоцианаты, которые в раствопе спонтанно перегруппировываются в изомерные арилтиокарбонил- изотпоцпанаты [300]. Гетероциклические соединения (301) и (302) получаются в реакциях тиобензоилхлорида с диазометаном и азидом натрия соответственно [264]. Удобный путь синтеза ароматических тиокетонов (см. выше) основан на способности тиоацил- галогенидов вступать в реакции с аренами в условиях реакции Фриделя — Крафтса [75].
CuCN илиKCNPhCS—CN <R = PhCuCN илиKCNPhCS—CN <R = PhNaSCNArcs—SCN <R = ArNaSCNArcs—SCN <R = ArRCS— С1RCS— С1r’xhхТБПГ Rcs-xr'r2r3nh> RCS—NR2R3r’xhхТБПГ Rcs-xr'r2r3nh> RCS—NR2R3(139)(139)
CuCN илиKCN
PhCS—CN <
R = Ph
CuCN илиKCN
PhCS—CN <
R = Ph
NaSCN
Arcs—SCN <
R = Ar
NaSCN
Arcs—SCN <
R = Ar
RCS— С1
RCS— С1
r’xh
хТБПГ Rcs-xr'
r2r3nh
> RCS—NR2R3
r’xh
хТБПГ Rcs-xr'
r2r3nh
> RCS—NR2R3
(139)
(139)
(301)(301)(302)(302)
(301)
(301)
(302)
(302)
Изучены лишь некоторые превращения дитиокарбоновых кислот, в основном превращения обычно более стабильных металлических солей этих кислот и реакции алкилирования дитиокар- боксилат-аниона [253]. При действии аммиака на дитиокислоты происходит аммонолиз с образованием тиоамидов [253]. Аналогично реагируют гидразины [253]. Однако при обработке пиперидином простые алифатические дитиокислоты превращаются в кристаллические дитпокарбоксплаты пиперидиния (303) [301]. Ароматические N,N-дизaмeщeнныe дитиокарбоксилаты аммония (304) образуются при обработке бис(арилтиокарбонил)дисульфидов (305) избытком вторичного амина; третичные амины не вступают в эту реакцию [302].
RCS—S‘ H2N\ ^) ArCS—S" H2NR] ArCS—S—S—CS—Ar (303) R = Aik, цикло-Alk (304) R1 = Me, Et, Bu (305)
Лучше изучена химическая активность эфиров тиоикарбоновых и дитиокарбоновых кислот. В зависимости от условии при гидролизе тиоиэфиров могут получаться тиокарбоновые кислоты или карбоновые кислоты [253]. Дитиоэфиры могут быть гидролизова- ны действием как кислот, так и основании, но они значительно более устойчивы к гидролизу, чем их кислородные аналоги 630
Питиоэфиры [особенно типа (287)] при алкоголизе прев- [253]- в ТИонэфиры, при обработке тиолом идет реакция Ратификации [286]. Как тион-, так и дитиоэфиры реагируют переэтер ч^ыми аМИНаМИ с образованием тиоамидов (306) с с^зОЗ 304] (реакция второго порядка) [304]. При обработке [2а язином дитиоэфиры легко превращаются в тиогидразиды Ж (уравнение 140). Особенно широкое применение в синтезе одят соединения типа (287) [305]. Они могут реагировать иа* а0- и диалкилгидразинами с образованием N-замещенных ° молотов (307) [306]. Интересно, что в реакциях тионэфиров Г°прпвичными аминами, по-видимому, образуются иминоэфиры, например (308) (уравнение 141) [303].
hnr2r3h2nnh2
(МО)(МО)RCS—NR2R3 ■* RCS—SR1 »- RCS—NHNH2
(МО)
(МО)
(306)(307)
SNR
liRNH2II
MeO2C—CH2—C—OMe > MeO2C—CH2—C—OMe(141)
(308)
Этилтионформиат реагирует с N.N-дизамещенными гидразинами; при низких температурах (—78 4 20 °C) предпочтительно образуется соединение (309), при 0°С— (310), при еще более высоких температурах основным продуктом является (311) [307]. Цианамид реагирует с тион-, а также с дитиоэфирами в присутствии метоксида калия, при этом образуются соли (312) и (313) соответственно [308]. При обработке диэтилмонотионма- лоната 1,2-диаминоэтаном или 2-аминоэтанолом образуются гетероциклические соединения (314) [309].
N—NRR1НС—OEt(309)N—NRR1НС—OEt(309)SN—NRR1
N—NRR1
НС—OEt(309)
N—NRR1
НС—OEt(309)
IIII
НС—NH—NRR2НС—NH—NRR1
у—N/ ^—CH2CO2Et X(314) X = NH, Оу—N/ ^—CH2CO2Et X(314) X = NH, О(310)(311)
у—N
/ ^—CH2CO2Et X
(314) X = NH, О
у—N
/ ^—CH2CO2Et X
(314) X = NH, О
N—CN K+N—CN
RC—N—CNRC—S’ K+
(312)(313)
Ранее при описании методов получения тиокетонов [76—80] У е говорилось о важной роли, которую играют тион- и дитиоэфи- Ha в Реакцпях конденсации, при которых происходит нуклеофиль- мися^3 Тион" и Дитиоэфиров карбанионами (315), получающи- rnvn И3 СоеДи,,ений с активными метильными или метиленовыми следуЗМИ (УРавиеиие 142, см. также уравнения 22—25). Однако вием^бТ ОтМетить’ что в то время как этилтионацетат под дейст- 3овани°СН°ВаНИЯ легко подвергается самокоиденсацнп с обра- ем этилтиоацетотионацетата (см. уравнение 23) [44, 310];
метилдитиоацетат, по-видимому, реагирует с этоксидом натрия с выделением сероводорода и метана и образованием метил-3-ме- тилтиодитиокротоната и 5-метил-1,2-дитиолтиона-3 (схема Цз\ [272].'
RCS-XR1 + "CHR2R3 —> RCS-CHR2R3 +'XR>(142)
(315)
NaOEt
—H2S
PhMe
2MeCSSMe2MeCSSMe—MeSH—MeSHle—С=СН—CSSMe
2MeCSSMe
2MeCSSMe
—MeSH
—MeSH
I
5Me(U3)
_/S
Me—C=CH—CSSMe"! ► ддр // \q
I ~CH4\ /
SHJs
Металлорганические соединения (фениллитий [108], реактивы Гриньяра [115, 311]) ведут себя как тиофильные агенты по отношению к дитиоэфирам; продуктами реакции являются обычно дитиоацетали (316) (уравнение 144). В этом отношении тиокар- бонильная группа дитиоэфира очень похожа на тиокарбонильную группу тиокетона. Это сходство проявляется также в реакции алкиловых эфиров 2,2-диметил-З-оксодитиомасляной кислоты с реактивами Гриньяра; после гидролиза промежуточно образующихся магниевых комплексов выделяют производные циклопропана (317) [312].
SR2
R2Li или R2MgX |
RCS—SR1 * RCH—SR1(144)
(316)
Тион- и дитиоэфиры реагируют с диазоалканами во многом аналогично тиокетонам. За исключением тионформиатов, в реакциях которых с диазоалканами образуются преимущественно высшие гомологи тиоэфира (см. выше) [123, 281], при взаимодействии тиоэфиров (318; X = О) с диазометаном преимущественн получаются 1,2,3-тиадиазолины (319; Х = О)или
тиадиазолы (322) (схема 145) [270, 272, 303]. Основным продуктами реакций тионэфиров с высшими диазоалканами я ются тиираны (320; X = О) [123]. Обычно в, качестве побочных продуктов получаются алкоксиалкены (321; X = О), ^°™Р^,е ° и разуются в результате спонтанного разложения (319; X
(320; X = O) [123]. Взаимодействие неароматических дитиоэфИ* ров (318; X = S) с диазоалканами происходит при —5 —0 °C; При этом получаются тиираны (320; X = S) и (или) алкилтиоалкены (321; X = S) [123]. В последней реакции, по-видимому, промежуточно образуется, по крайней мере частично, 1,3,4-тиадиазолин (323), что было подтверждено экспериментально [123]: при обработке метилдитиоацетата диазометаном при —70 °C получена смесь (320; X = S, R = R1=Me, R2 = R3 = Н) (22%); (322; R = Me) (20%) и (324) (45 %). Метилдитиобензоат реагирует с диазометаном так же, как ароматические тиокетоны, с образованием 1,3-дитиоланов (325) [123]. Интересно, что неентиоли-
зованный дитиоэфир (326) реагирует с
ным выделением азота (уравнение 146) [272].
и образованием
диазометаном с энергич-
тиоацеталя кетена
(327)
R’X R2
r2r3cn2
R—CS—XR1 ’
R—7—R3s; >N
R*X
R2
—м2
(318)
N
(319)
R
S ж3
(320)
ДД—R*XH (r2=r3=h)—R*XH (r2=r3=h)r2r3cn2 (X=S)r2r3cn2 (X=S)EtO2C—СН2— CS—SEtEtO2C—СН2— CS—SEtch2n2ch2n2SMeSMeI EtO2C—CH=C—SEt(146)I EtO2C—CH=C—SEt(146)
Д
Д
—R*XH (r2=r3=h)
—R*XH (r2=r3=h)
r2r3cn2 (X=S)
r2r3cn2 (X=S)
EtO2C—СН2— CS—SEt
EtO2C—СН2— CS—SEt
ch2n2
ch2n2
SMe
SMe
I EtO2C—CH=C—SEt(146)
I EtO2C—CH=C—SEt(146)
(145)
(326)(327)
Образование S-метилпроизводных (328), формально ентиоли- зующихся, но, по-видимому, неентиолизованных дитиоэфиров аблюдалось также в реакциях алифатических дитиоэоиров ДИметилоксосульфонийметилидом (уравнение 147)[106].
₽и взаимодействии неентиолизующегося метилдитиобензоата
с диметилоксосульфонийметилидом получается винилсульфип (329) (уравнение 148) [106].
Me2SO—сн2/SMe
^СН—CS—SMe ► XC=CZ
R-/R'/ \SM= 0471
(328)
Ph—CS—SMePh—CS—SMe♦ Me2SO—CH2 >.♦ Me2SO—CH2 >.Ph\ /C=CH2 MeS'Ph\ /C=CH2 MeS'(148)(148)
Ph—CS—SMe
Ph—CS—SMe
♦ Me2SO—CH2 >.
♦ Me2SO—CH2 >.
Ph\ /C=CH2 MeS'
Ph\ /C=CH2 MeS'
(148)
(148)
(329)
Способность к образованию дитиоацеталей кетена (330) является общим свойством формально ентиолизующихся дитиоэфиров (331); S-алкилирование обычно проводят обработкой (331) соответствующим основанием и алкилгалогенидом [292, 313]. Аналогично можно алкилировать тионэфиры (332), при этом образуются монотиоацетали кетена (333) (уравнение 149), а изомерные тиол- эфиры в таких условиях С-алкилируются [314]. Если в соединениях (330) или (333) R3—аллильный заместитель, то спонтанно происходит «тиокляйзеновская» перегруппировка с образованием нового тион- или дитиоэфира (334) (уравнение 150) [314, 315].
основаниеCH—CS—XR2 *R1ZX = SX = ОRxzXR2R'/ IR\ /СН2 )c=chzR4ZоснованиеCH—CS—XR2 *R1ZX = SX = ОRxzXR2R'/ IR\ /СН2 )c=chzR4ZR\ /s* R3X/SR3
основание
CH—CS—XR2 *
R1Z
X = S
X = О
RxzXR2
R'/ I
R\ /СН2 )c=chz
R4Z
основание
CH—CS—XR2 *
R1Z
X = S
X = О
RxzXR2
R'/ I
R\ /СН2 )c=chz
R4Z
/C=C^> ^C=CZ (149)
R1' ^XR2R>/ ^XR2
(330) X = s
(333) x = о
R3 R
—> CH2=CH—С—C—CS—XR2(150)
(334)(334)I IR4 R1
(334)
(334)
Тионэфиры обычно термически очень стабильные соединения, тем не менее при высоких температурах могут происходить перегруппировки в изомерные тиолэфиры. При перегруппировке О-аллилтиобеизоатов в S-аллилтиобензоаты происходит аллильная перегруппировка [316], а перегруппировку О-бензгидрилтио- бензоата в изомерный S-тиобензоат объясняют участием тесных ионных пар (335) [317]. Изучение термической перегруппировки О-арилтиобензоатов в соответствующие S-тиобензоаты показало, что она происходит строго внутримолекулярно, подчиняется кинетическим закономерностям первого порядка и ускоряется элек-
троноакцепторными заместителями в пара-положении мнгриоую щен фенильной группы. Все эти факты в лостятоииог, МИГРИРУЮ- тверждают механизм с участием^четырехчленногоимк^^ П°А" переходного состояния (336), образующегося за счет нон атаки мигрирующего кольца атомом ^1. нУ^леофиль- группы [283]. О-Алкилтиобензоаты могут перегруппи^ в соответствующие S-тиобензоаты под влияние^ Р Ваться " количеств эфирата трифторнда бора (275]“^ каталитических
[Ph2CH][PhCSO ][Ph2CH][PhCSO ](335)(335)Ph-C^zX^/s+(336)Ph-C^zX^/s+(336)
[Ph2CH][PhCSO ]
[Ph2CH][PhCSO ]
(335)
(335)
Ph-C^zX^/s+(336)
Ph-C^zX^/s+(336)
Некоторые дитиоэфиры (337; R = электроноакцепторная группа) реагируют с диенами и образуют аддукты Дильса — Альдера (338) (уравнение 151) [150, 318]. Трифтортиоацетилфторид также является активным диенофилом [150].
R—С—SR1 + R2—'S(337) R = NC, CF3;R* = AikR—С—SR1 + R2—'S(337) R = NC, CF3;R* = Aik(151)
R—С—SR1 + R2—'
S
(337) R = NC, CF3;
R* = Aik
R—С—SR1 + R2—'
S
(337) R = NC, CF3;
R* = Aik
R'S s \R3
(338)
Дитиоэфиры восстанавливаются по Клемменсену; при обработке их цинком и соляной кислотой получаются сульфиды (339) (уравнение 152) [319]. Тионэфиры в этих условиях гидролизуются, а дитиобензойная кислота восстанавливается в фенилметан- тиол [319]. При окислении дитиокислот обычно образуются бис (тиокарбонил) дисульфиды (340) или производные 1,2,4-три- тиола (341) [320]. S-Оксиды тиокарбонильных соединений (сульфины) образуются при окислении пероксикислотой дитиоэфиров и арилтиокарбонилхлоридов (см. разд. 11.22.4).
Zn, HCI
R—CS—SR1 > R—СН2—SR'(152)
(341)(341)R—CS—S—S—CS—RR—CS—S—S—CS—R■(339)
(341)
(341)
R—CS—S—S—CS—R
R—CS—S—S—CS—R
(340)
При облучении при частоте тиокарбонильного п—»-л*-перехо- да тионэфиры проявляют способность к довольно разнообразным превращениям. К ним относятся: образование простых эфиров ендиолов путем элиминирования серы, перегруппировки Норриша типа II, фотоперегруппировки Фриса (например, уравнение 153),
перегруппировки в изомерные тиолэфиры и фотоолигомеризация [321]. Реакция фотоэлиминирования Норриша типа II использована Бартоном с сотр. для синтеза различных алкенов (схе ма 154) [322, 323].перегруппировки в изомерные тиолэфиры и фотоолигомеризация [321]. Реакция фотоэлиминирования Норриша типа II использована Бартоном с сотр. для синтеза различных алкенов (схе ма 154) [322, 323].(344)(344)(345)(345)
перегруппировки в изомерные тиолэфиры и фотоолигомеризация [321]. Реакция фотоэлиминирования Норриша типа II использована Бартоном с сотр. для синтеза различных алкенов (схе ма 154) [322, 323].
перегруппировки в изомерные тиолэфиры и фотоолигомеризация [321]. Реакция фотоэлиминирования Норриша типа II использована Бартоном с сотр. для синтеза различных алкенов (схе ма 154) [322, 323].
(344)
(344)
(345)
(345)
С реакцией элиминирования типа II может конкурировать процесс фотоциклизации, приводящий к ^-гидрокситиокетону (345) через термически нестабильный оксетан (344) (схема 154) [323, 324]. Алкилтионбензоаты вступают в реакции фотоциклоприсоединения при облучении их в присутствии алкенов [3, 325] или циклоалкенов [155].
ТИОНКАРБОНАТЫ, ТИОНТИОКАРБОНАТЫ(ДИТИОКАРБОНАТЫ) И ТРИТИОКАРБОНАТЫ
Свойства эфиров и солейтиоугольных кислот
Эти кислот чениемЭти кислот чениемсоединения являются эфирами или солями тиоугольных (346) — (348). Свободные кислоты не известны за исклю- тритиоугольной кислоты (348), которая представляет собой нестабильную, красную жидкость, легко разлагающуюся на сероуглерод и сероводород [326, 327]. Тритиокарбонат-дианион (349) стабилен и его можно выделить в виде кристаллической соли щелочного металла, аммониевой или бариевой соли ],
Эти кислот чением
Эти кислот чением
. Монозамещенные дитиоугольные (ксантогеновые) (о5 ) тритиоугольные кислоты (351) существуют в виде свободных кис-
1122.9. Константы диссоциации тиоугольных кислот (в воде)
Кислота
Температура, °C
Р^а
Литература
г о сы231,52
E1S"A-2,7
^д—CS—
253]
253]
327]
HX-C-YHII S"S—С—S'S(346) X = Y = 0(349)(347) X = О, Y = S(348) X = Y = SHX-C-YHII S"S—С—S'S(346) X = Y = 0(349)(347) X = О, Y = S(348) X = Y = SRX—С—SHRX—С—S" М‘1!SS(350) Х = О(352) Х = О(351) X = S(353) R = SRX—С—SHRX—С—S" М‘1!SS(350) Х = О(352) Х = О(351) X = S(353) R = S
HX-C-YH
II S
"S—С—S'
S
(346) X = Y = 0
(349)
(347) X = О, Y = S
(348) X = Y = S
HX-C-YH
II S
"S—С—S'
S
(346) X = Y = 0
(349)
(347) X = О, Y = S
(348) X = Y = S
RX—С—SH
RX—С—S" М‘
1!
S
S
(350) Х = О
(352) Х = О
(351) X = S
(353) R = S
RX—С—SH
RX—С—S" М‘
1!
S
S
(350) Х = О
(352) Х = О
(351) X = S
(353) R = S
лот и представляют собой желтоватые маслянистые жидкости или кристаллические соединения в зависимости от природы алкильного (или арильного) заместителя [326]. Эти относительно сильные кислоты (табл. 11.22.9) все же довольно нестабильны и легко разлагаются на сероуглерод и спирты или тиолы соответственно [326]. Однако соли (352) и (353) обычно очень стабильны и, особенно дитиокарбонаты (ксантогенаты) щелочных металлов (352; М = Na или К), широко используются в синтезах [326]. Известны все возможные типы диэфиров (354) — (356); они являются стабильными маслянистыми жидкостями от желтого до желто-красного цвета или кристаллическими веществами в зависимости от числа атомов серы и природы заместителей R и R1 [235, 326].
RX—С—YR1SRX—С—YR1SX = Y = OX = О, Y = SX = Y=SX = Y = OX = О, Y = SX = Y=SCl—С—ClCl—С—ClRX—С—ClRX—С—Cl(358)(359) X = О(360) X = S(358)(359) X = О(360) X = S
RX—С—YR1
S
RX—С—YR1
S
X = Y = O
X = О, Y = S
X = Y=S
X = Y = O
X = О, Y = S
X = Y=S
Cl—С—Cl
Cl—С—Cl
RX—С—Cl
RX—С—Cl
(358)(359) X = О
(360) X = S
(358)(359) X = О
(360) X = S
соседнихсоседнихатомов кислородаатомов кислородаВследствие мезомерного эффекта
соседних
соседних
атомов кислорода
атомов кислорода
или серы связь C=S в эфирах тиоугольных кислот, как и следовало предполагать, несколько длиннее, чем в тиокетонах. Напри- мер, длина связи C=S в этилентритиокарбонате (357) равна 65 им [328]. В общем, возмущение С=5-связи из-за мезомерного эффекта выражено отчетливо, но оно не сильно изменяет характер этой связи. Некоторые физические и спектральные харак- ТабИСТПК22 0ТАельных эФиРов тиоугольных кислот приведены в
Таблица 11.22.10. Физические и спектральные характеристики некоторых тион-, тионтио-, тритиокарбонатов и тиокарбонилхлоридов
Соединение
T. кип., °C (мм pt. ct.) [253, 264, 326]
v (C=S) a, cm-1 [328a]
Лмакс HM <*8 e) 6 [3286]
ЕЮ—CS—OEt
162—163 (760)
1234
303(1,07), 228(3,68)
РЮ—CS—ОРН
106 (т. пл.) B
—
330 (1,74), 241 (3,78
ЕЮ—CS—SEt EtO—CS—SPh
76—77 (12) 155(16)
1190
357 (1,72), 278(4,12), 221 (3,94)
PhO—CS—SMe
225—230 (760)
—
371 (1,99), 278(4,18)
MeS— CS—SMe
86—88 (5,4)
1062
429(1,45), 303(4,21), 238(3,60) 432(1,55), 306(4,29), 238(3,60 460 (1,73), 310 (3,95)
EtS—CS—SEt
90,5 (2,6)
1089
PhS—CS—SPh
95 (т. пл.) B
1062
Cl—CS—Cl
73 (760)
1121
472 (0,86), 260 (3,76)
Cl—CS—OEt
52-55 (40)
—
369 (0,89), 234 (3,67)
Cl—CS—OPh
91 (10)
—
388 (1,42), 253 (3,87)
Cl—CS—SEt
63 (5,8)
—
Cl—CS-SPh
135 (15)
—
458 (1,52), 284 (3,67)
Определено в растворе в СС1|. Возможно, что приведенные полосы поглощения представляют не чистые вибрационные колебания, а являются более сложными. 6 Определено в растворе циклогексана. Поглощение с наивысшей длиной волны приписано тиокарбониль- ному и->л*-переходу. в См. сс. [326].
Галогенангидриды кислот (346) — (348), (350) и (351) известны (см. табл. 11.22.10) [264]. Тиофосген (358) и тион- и дитио- хлорформиаты (359) и (360) являются важными исходными веществами для синтезов разнообразных тиокарбонильных и других серусодержащих соединений.
Методы получения эфировтиоугольных кислот
Некоторые из основных методов получения эфиров тиоугольных кислот основаны на реакциях тиофосгена с алкоксидами, феноксидами, тиолятами и тиофенолятами (уравнения 155, 156) [1—3, 253, 326, 329, 330]. С двумя эквивалентами нуклеофильного реагента тиофосген образует симметричные тио- или тритио- угольные эфиры. При взаимодействии тиофосгена только с одним эквивалентом нуклеофила получают хлорангидриды моноэфиров, которые можно выделить и легко превратить в симметричные или несимметричные тион-, тионтио- или тритиоугольные эфиры последующей обработкой еще одним эквивалентом какого-лпоо из перечисленных выше нуклеофильных реагентов. Термически нестабильный этилентиокарбонат (1,3-диоксолантион-2) (361) получен в реакции этиленгликоля с тиофосгеном в присутствии карбоната калия [331]. Аналогичная обработка свинцовой соли 2-меркаптоэтанола служит неплохим методом синтеза 1,3-окса
суль-суль-тиона-2 (О,5-этилендитиокарбоната) (362) [331]. Произ- тиолан нтнокарбопата (363) и (364) синтезированы взаимодей- в0ДНЬм хлордитиоформиатов с тиоцианатом натрия [332] и су— фиатами натрия [333], соответственно.
суль-
суль-
Cl—CS—CIx = o, sCl—CS—CIx = o, s* RX—CS—XR* RX—CS—XR(155)(155)
Cl—CS—CIx = o, s
Cl—CS—CIx = o, s
* RX—CS—XR
* RX—CS—XR
(155)
(155)
R*S—CS—SR“rs-(1 экв)R*S—CS—SR“rs-(1 экв)RO—CS—OR1
R*S—CS—SR
“rs-
(1 экв)
R*S—CS—SR
“rs-
(1 экв)
I ! -R*O
(I экв)
R*S~RO*
p<s—CS—Cl * Cl—CS-C1 > RO-CS—Cl (156)
r’s- J (l экв)RS—C—SO2R*r’s- J (l экв)RS—C—SO2R*(364)(364)(1 экв)(1 экв)''
r’s- J (l экв)
RS—C—SO2R*
r’s- J (l экв)
RS—C—SO2R*
(364)
(364)
RO"
> RO—CS—SR*
(361) X=O(362) X = S(361) X=O(362) X = S(1 экв)
(361) X=O
(362) X = S
(361) X=O
(362) X = S
RS—C—SCN
s
(363)
Другим важным синтоном в синтезе производных тиоугольных кислот является сероуглерод (уравнения 157—159) [1—3, 253, 326]. Так, в реакции сероуглерода с полисульфидом аммония образуется стабильный тритиокарбонат аммония, из которого при подкислении можно получить свободную тритиоугольную кислоту (348) [326]. При обработке сероуглерода сероводородом в присутствии щелочи образуется тритиокарбонат-анион (349), который можно легко превратить в симметричные тритиокарбонаты [326]. Соединение (349) реагирует также с 1,2-дихлорэтаном с образованием этилентритиокарбоната (357) [326], а при взаимодействии с дииодметаном получается метилентритиокарбонат (365) [334]. При обработке сероуглерода спиртами пли тиолами в присутствии щелочи получаются ксантогенаты (352) или S-алкилтри- тиокарбонаты (353) соответственно [326, 330]. Очень нестабиль- а°е с°единение (350) можно получить осторожным подкислением (352) [326]. Соли (352) и (353) можно легко превратить в соот- ветствующие алкиловые или ариловые эфиры обработкой соответ- алкилгалогениДами или арендиазонийгалогенидами [326, ], а также в смешанные ангидриды действием ацилгалогени- Дов [326, 335, 336].
fNH4\25,. H+
-—*■ 2NH? csr ► H2CS3
(348)
1I2S, IIO' , 2RBr
csr ► RS—CS—SR
(157)(158)(157)(158)RX—CSSArRX—CSS—COR1RX—CSSArRX—CSS—COR1ArN2ClArN2Clr’coci*-r’coci*-CS2RX—CSS'CS2RX—CSS'(CS2 + RXH)H+—► RX—CS2HR*Br► RX—CSSRi(CS2 + RXH)H+—► RX—CS2HR*Br► RX—CSSRi(159)(159)(349)
(157)
(158)
(157)
(158)
RX—CSSAr
RX—CSS—COR1
RX—CSSAr
RX—CSS—COR1
ArN2Cl
ArN2Cl
r’coci
*-
r’coci
*-
CS2
RX—CSS'
CS2
RX—CSS'
(CS2 + RXH)
H+
—► RX—CS2H
R*Br
► RX—CSSRi
(CS2 + RXH)
H+
—► RX—CS2H
R*Br
► RX—CSSRi
(159)
(159)
X = О
X = S
Описан синтез циклических тионкарбонатов взаимодействием сероуглерода с оловоорганическими соединениями (366) и (367); в качестве примера приведена реакция гликолята дибутилолова (368) с сероуглеродом (уравнение 160) [337]. При умеренных температурах образуются циклические тионкарбонаты типа (361). При более высоких температурах основными продуктами реакции являются спироортокарбонаты типа (369). Аналогично получается 1,3-оксатиолантион-2 (362) реакцией 0,8-трибутилоловопроизвод- ного тиогликоля (370) с сероуглеродом при 45 °C (или ниже) [338]. Этилентионкарбонат (361) можно получить также реакцией гликолята таллия с сероуглеродом [339]. Циклические тритиокарбонаты (371) образуются при обработке тииранов сероуглеродом (уравнение 161) [123, 340]. В присутствии основания и алкилгалогенида 2,2-дифенилэтиленсульфонамид реагирует с сероуглеродом с образованием а,6-ненасыщенного тритиокарбоната (372) [341].
Sн2с/ ^c=sSSн2с/ ^c=sSR—СН—О—SnBu3R—СН—О—SnBu3сн2—осн2—о(365) О(365) О(СН2)„R—СН—О—SnBu3(366) п = 0—2; R = Н, Me(СН2)„R—СН—О—SnBu3(366) п = 0—2; R = Н, Me(СН2)„СН2-^(367) п(СН2)„СН2-^(367) пSnBu2SnBu20-20-2/SnBu2 О(368)/SnBu2 О(368)ООSS(361)(361)(368)100 °C(368)100 °Ccs2—)—Bu2SnScs2—)—Bu2SnSО осх)о ОО осх)о О(160)(160)BU3Sn-O-CH2-CH2-S-SnBu3BU3Sn-O-CH2-CH2-S-SnBu3(369) Ph2C—CH— S-CS-SR(369) Ph2C—CH— S-CS-SR
S
н2с/ ^c=s
S
S
н2с/ ^c=s
S
R—СН—О—SnBu3
R—СН—О—SnBu3
сн2—о
сн2—о
(365) О
(365) О
(СН2)„
R—СН—О—SnBu3(366) п = 0—2; R = Н, Me
(СН2)„
R—СН—О—SnBu3(366) п = 0—2; R = Н, Me
(СН2)„
СН2-^
(367) п
(СН2)„
СН2-^
(367) п
SnBu2
SnBu2
0-2
0-2
/SnBu2 О
(368)
/SnBu2 О
(368)
О
О
S
S
(361)
(361)
(368)
100 °C
(368)
100 °C
cs2
—)
—Bu2SnS
cs2
—)
—Bu2SnS
О осх)о О
О осх)о О
(160)
(160)
BU3Sn-O-CH2-CH2-S-SnBu3
BU3Sn-O-CH2-CH2-S-SnBu3
(369) Ph2C—CH— S-CS-SR
(369) Ph2C—CH— S-CS-SR
R1 R2R1 R2(371)(371)(161)(161)
R1 R2
R1 R2
(371)
(371)
(161)
(161)
Общим методом синтеза винилентритиокарбонатов (374), ко- торые в последнее время привлекли внимание как полупродукты в синтезе органических проводящих материалов, является реакция питиокарбонатов (373) (получаемых реакцией О-этилдитиокарбо- ната калия с соответствующими а-галогенкарбонильными соединениями) с пентасульфидом фосфора [342, 343]. Классический метод превращения карбонильной группы в тиокарбонильную с использованием пентасульфида фосфора применим также для синтеза винилентионкарбонатов (375) из соответствующих вини- ленкарбонатов [344].
(373)(373)(374)(374)R, R1 = Н, Me, PhR, R1 = Н, Me, Ph
(373)
(373)
(374)
(374)
R, R1 = Н, Me, Ph
R, R1 = Н, Me, Ph
На реакции 1,2-диолов с N,N/-тиoкapбoнилдиимидaзoлoм [345] основан наиболее часто, по-видимому, используемый метод получения 1,3-диоксолантионов-2 (376) (уравнение 163) [346]. Они являются важными исходными веществами для синтеза алкенов по методу Кори — Винтера (см. разд. 11.22.7.3).
(376)(376)(163)(163)
(376)
(376)
(163)
(163)
Реакции эфиров тиоугольных кислот
Этот раздел посвящен реакциям эфиров тион-, тионтио- и ритиоугольных кислот (354) — (356), так как химические пре- т^Щеиия тритиоугольной кислоты (348), эфиров (350) и (351), н" и дитиохлорформиатов (359) и (360) уже обсуждались 21 Зак. 497
выше (см. также уравнения 126—129). Следует отметить Что реакции тнон- и днтнохлорформнатов во многих отношениях на поминают реакции тпоацилгалогенндов (см. также схему 139) [246]•
Закономерности гидролиза эфиров тион-, тионтио- и тритио- угольных кислот показаны ниже на примере гидролиза О-алкил- дитиокарбонатов; при этом в результате нуклеофильного замещения происходит преимущественно элиминирование тиола. Так, при щелочном гидролизе образуется тиокарбонат-анион, в то время как при гидролизе в кислой среде — спирт и сульфидоксид углерода (уравнения 164, 165) [253, 326]. Аминолиз эфиров тиоуголь- ных кислот может происходить по различным направлениям в зависимости от природы как эфирного, так и аминного компонента, а также и от условий реакции (уравнения 166—170) [253,
326].
но™
RO-CS—SR1 > RO—СО-S’+ R'SH(164)
Н2О, н +
RO-CS—SR1 ► ROH + COS + R1 SH(165)
NH3
RO—CS—SR1 > RO—CS—NH2 + R*SH(166)
NH3
RX—CS—XR ► 2RXH + NH4SCN (X = O, S)(167)
r‘nh2
RS—CS—SR> R!NH—CS—NHR1+2RSH (168)
R*NH
RS—CS-SR R*N—CS—SR + RSH(169)
h2n—nh2
RS-CS-SR > H2N—NH—CS—SR + RSH(170)
Как и можно было ожидать, дитиокарбонаты и тритиокарбонаты способны реагировать с карбанионами с образованием ентио- лят-анионов (377; R2, R3 = электроноакцепторные группы), которые достаточно стабильны, по крайней мере в растворе [80, 128д]. Однако попытки выделить соответствующие им тиоэфиры (378) были успешными лишь в отдельных случаях. Так, нап₽и мер, этилцианотионацетат (380) синтезирован с выходом го после подкисления ентнолят-аниона, полученного последовател ной обработкой ацетонитрила бутиллитием и S-метил-О-этилд тиокарбонатом [80]. В большинстве случаев образование (/
доказывалось выделением стабильногоS-метил производи^
[80, 128д]. В реакции соединения (364; R = Ph> ^Л7иС, MeCeTU) с натриевой солью диэтилметилмалоната после ления получен дитиоэфир (381)[331]. Трифепилфосфонииме
лид тиоацилируется при взаимодействии с дитиокарбонатами с разованием новых илидов, стабилизированных тиокароони группой (382) [347]. Однако в реакции диметилоксосульфо
кетилида с диметилтритиокарбонатом образуется шпмрт-м Этичен (383), вероятно, по механизму, вктючаюшр^°
«гпапюгруппы |106]. Тритпокарбонаты ре™ХюТ ^^ 5» почти так,,,, же образом, как аромат?, о”,;™'
н+н+образуя при этом тиираны или 1,3-дитиоланы [326 ч ’ 2„,окарбонаты [108, 349], как и нх S.S ™о, с,,ды ^L^P,M- ^аркт) ]331] также очень похож,, на ароматические тДк^ по поведению в реакциях с метаа.торганическими с^дХи.я ™
н+
н+
RX—CS—CHR2R3(378)(171) RX"V=CR2R3RX—CS—CHR2R3(378)(171) RX"V=CR2R3S"
RX—CS—CHR2R3
(378)
(171) RX"
V=CR2R3
RX—CS—CHR2R3
(378)
(171) RX"
V=CR2R3
CS-SR' + CHR2R3 —> RX-C=CR2R3 R‘(377) X = О, S
(379)
NC—CH2—CS— OEt(380)Ph3P—CH—CS— OR(382)NC—CH2—CS— OEt(380)Ph3P—CH—CS— OR(382)(EtOCORCMe—CS—SPh(381)(EtOCORCMe—CS—SPh(381)MeSMeSMeSMeS(383)(383)
NC—CH2—CS— OEt
(380)
Ph3P—CH—CS— OR
(382)
NC—CH2—CS— OEt
(380)
Ph3P—CH—CS— OR
(382)
(EtOCORCMe—CS—SPh
(381)
(EtOCORCMe—CS—SPh
(381)
MeS
MeS
MeS
MeS
(383)
(383)
Сходство тритиокарбонатов [и их S,S-диоксидов (364)] с тиокетонами, а также с дитиоэфирами проявляется и в их реакциях с диенами; продуктами этих реакций являются аддукты Дильса-Альдера, например, в реакциях с циклопентадиеном образуется (384) [150, 350]. Незамещенные, моно- и дизамещенные этилентритиокарбонаты (385) реагируют с ацетиленами, имеющими электроноакцепторные заместители (R2C = CR3), с образованием винилентритиокарбонатов (386) и алкенов (RCH=CHR1) [351]. Аналогично реагирует О,5-этиленднтиокарбонат (387) с образованием (388), а этилентпонкарбонат (361) и 8,8-этиленди- тиокарбонат не вступают в эти реакции [351]. Аномально реагирует этилентритиокарбонат с бромцианацетиленом; в этом случае с высоким выходом получаются фиолетовые кристаллы стабильного тиоацилбромида (389) [351].
(384) X=S, SO»(384) X=S, SO»(385) X=S(387) Х=О(385) X=S(387) Х=О(386) X=S(388) Х=О(386) X=S(388) Х=ОCMCMCSBrCSBr(389)(389)
(384) X=S, SO»
(384) X=S, SO»
(385) X=S
(387) Х=О
(385) X=S
(387) Х=О
(386) X=S
(388) Х=О
(386) X=S
(388) Х=О
CM
CM
CSBr
CSBr
(389)
(389)
соепРИТИ°КаРб°нать1 как неентиолизующиеся тиокарбонильные инения превращаются в соответствующие сульфяны при
контролируемом окислении пероксикислотами или тетраацетатом свинца [188]. При действии других окислителей (азотная кисло та ацетат ртути), а также избытка пероксикислоты образуются продукты с более высокой степенью окисления (уравнение 172) [188]. Дитио- и тритиокарбонаты превращаются в тиолы поддействием восстановителей [352]. . "
Два важных метода синтеза алкенов основаны на способности дитиокарбонатов и тионкарбонатов (376), полученных из вицинальных диолов, подвергаться реакциям элиминирования. При синтезе алкенов по методу Чугаева [1, 353] О-эфир дитиоуголь- ной кислоты и спирта, содержащего по крайней мере один р-во- дородный атом, пиролизуется с образованием алкена, сульфидок- сида углерода и тиола (уравнение 172а). Пиролиз обычно проводят при температурах 140—200 °C. Описана модификация реакции Чугаева, основанная на использовании дитиокарбонатов (390), в молекуле которых содержится гетероатом, связанный кратной связью с углеродом и отделенный от атома серы тиокар- бонатной группы одной, двумя или тремя метиленовыми группами. В слабокислой среде такие соединения разлагаются с образованием алкенов при температурах, значительно более низких, чем в случае других дитиокарбонатов [354].
+ [HS—СО—SR4]+ [HS—СО—SR4](172а)(172а)
+ [HS—СО—SR4]
+ [HS—СО—SR4]
(172а)
(172а)
COS + R‘SH
(390)(390)R2
(390)
(390)
СН—С—О—CS—S—(СН2)п—
R3
Синтез алкенов по методу Кори — Винтера [346, 355, 3 ]основан на реакции 1,3-диоксолантионов-2 (376) с триалкилфосфитом, которая происходит путем отщепления серы с образовнием карбеиоидиого интермедиата (391), из которого в результю мгновенного стереоспецифичного qwc-элиминирования получсются алкены и диоксид углерода (уравнение 173). Эта реакци
поименение в синтезе ненасыщенных сахаров [357], цик- нащла пр 58j и более экзотичных циклоалкенов (392) [359] лобутено 1и (зд4). алкен (394) с двойной связью в голове мо- (393) L ПрОТИворечит правилу Бредта, был выделен в виде СТд’укта Дильса — Альдера (395) с 1,3-дифенилизобензофураном
1361]-
(МеО)зР
(173)
—(МеО)зРЗ
По аналогичному механизму осуществляются синтезы алкенов с использованием пентакарбонила железа [362] и бис (циклооктадиен-1,5) никеля (0) [363] в качестве десульфуризующих и образующих комплексы с карбенами агентов. Найдено также, что алкены могут получаться из 1,3-дитиолантионов-2 (385) в условиях реакции Кори — Винтера [356]. Предложена [364] альтернативная методика для превращения тионкарбонатов в алкены: при обработке (376) изопропилиодидом происходит раскрытие кольца с образованием (396), который затем восстанавливается в олефин под действием цинка в этаноле (уравнение 174). Этот способ оказался полезным в тех случаях, когда в условиях оригинальной методики не удается выделить какие-либо определен
ные продукты, но в этом варианте безусловно теряется стереоспецифичность процесса [364]. Ацетилены с умеренными выходами получаются при последовательной обработке бис(триметилсилиловых) эфиров (397) соответствующим основанием, сероуглеродом и метилиодидом, а затем триэтилфосфитом (уравнение 175)
Me3SiO
U30-PrI —у.
кипячение
R1^ \QC0SPr-u30
Zn-►EtOH
RCH=CHR‘
(174)
R
(376)
OSiMe
R
(396)
1, MeLI пли KH >
2. CS2, Mel
(EtO)3P ►
RC=CR
(175)
Диарилтионкарбонаты (398; X = О) перегруппиоовм внутримолекулярно в соответствующие тиолкарбонаты ^опа1?Тся = 0) при нагревании до 200—300 °C (перегруппировка Х га) [253, 326]. Аналогичная перегруппировка происхоЛИтбер" и с 0,8-диарилдитиокарбонатами (398; X = S) (vnaD Также [366]. О-Аллилдитиокарбонаты (400) также могут 17б) группировываться (часто даже спонтанно [36711 R „ Пере* бонаты (401) (уравнение 177) [367,368].1 дитиолкар.
[367, 368].
в
Дитиолкар.
(398)(398)33(400)(400)(176)(176)(177)(177)Ar-О—CS— XAr1 -^ s> ArS—СО—XAr1
(398)
(398)
3
3
(400)
(400)
(176)
(176)
(177)
(177)
(399)
Rl
д|
> RCH=CH—С—S—СО—SR3
R2
(401)
Эта перегруппировка, которая также происходит внутримолекулярно, в большинстве случаев, но не всегда, сопровождается аллильным сдвигом в мигрирующей группе. В присутствии хлорида алюминия О,5-диалкилдитиокарбонаты могут перегруппировываться термически в 5,5-диалкилдитиокарбонаты, а не подвергаться реакции элиминирования по Чугаеву, но эта перегруппировка происходит межмолекулярно [369]. Перегруппировка, которая происходит при нагревании алкилароилтритиокарбонатов (402) выше их температур плавления, служит удобным методом получения эфиров ароматических тиолкарбоновых кислот [335].
Ar-CO-S—CS— SR> Ar—С 8-',C=S> Ar-СО—SR (178)
« S -CS‘
11.22.8. ТИОАМИДЫ И11.22.8. ТИОАМИДЫ ИТИОГИДРАЗИДЫТИОГИДРАЗИДЫ
11.22.8. ТИОАМИДЫ И
11.22.8. ТИОАМИДЫ И
ТИОГИДРАЗИДЫ
ТИОГИДРАЗИДЫ
Свойства тиоамидов и тиогидразидов
Тиоамиды, хорошо известные еще в прошлом веке, являются тиоаналогами амидов карбоновых кислот. В отличие от многих типов тиокарбонильных соединений тиоамиды обычно являютс очень стабильными, окрашенными, обычно хорошо кристаллизу щимися соединениями. Тиоамиды очень реакционноспосо ны находят широкое применение в промышленности, сельском х стве, медицине. Часто публикуются обзоры, посвященные вам и химическим превращениям тиоамидов [1 d, d/u г
(405)(405)Rx + „ pi
(405)
(405)
SZ ^R1
изображают структурой (403). Однакоизображают структурой (403). Однако(404)
изображают структурой (403). Однако
изображают структурой (403). Однако
миды обычно
Тп°з‘структурный анализ показал, что в кристаллическом со-рентгено ^че'выс ат0МЬ1 этих соединений расположены в плос-стояняи Логично расположению заместителей у обычной олефи-К°СТ1' двойной связи. Это указывает на большие вклады sp2-rn6-новои д бнталей центральных атомов углерода и азота или,^'“шнах теории валентной связи, на значительное преобладание8 Чпиых резонансных структур типа (404) [374]. Этот выводП°Л передается данными реитгеноструктурпого анализа (длиныП°Дчей и валентные углы) (табл. 11.22.11). Вследствие такого° пения N-монозамещенные и несимметричные N-дизамещенныестрамиды должны обладать способностью к геометрической изо-тИ н т. е. могут существовать в одной из двух (или в обеих)жестких формах (403) и (405) в зависимости от конкретныхстерических особенностей. Действительно, надежно установленосуществование геометрической изомерии Уцис-транс- или (E)-(Z)-изомерии], главным образом на основании изучений спектровЯМР ‘Н [374—376]. В некоторых случаях удается разделитьсмесь изомеров на два изомера [374, 377]. Еще одним следстви-
ем существования плоской жесткой тиоамиднон структуры является то, что в спектрах тиоамидов с одинаковыми заместителями у атома азота (403; R1 = R2) обычно обнаруживаются различные сигналы протонов этих заместителей, поскольку их магнитное окружение различно. При температурах выше 110—170 °C резонансные сигналы заместителей у атома азота сливаются, посколь-
ку при этих температурах молекула получает достаточное количество энергии для осуществления быстрого свободного вращения вокруг связи C(S)—N. Оказалось, что изучение температурной зависимости спектров ЯМР *Н является очень полезным способом
Таблица 11.22.11. Длины связей и углы в тиоамидах
и тиомочевинах (403; £2 = Н\ определенные рентгеноструктурным методом а
R
R'
Длина связи, пм
Угол между связями, град.
C=S
C-N
RCS
SCN
r'nc
r2nc
r'nr2
ПипилиплS173,1132,4120,7117,7117116123
А 4Н165132116,7124,4--—
Н 171!33122,2122,2---
172,2133,4119,8119,8122,9-—
'"^'см'“ '
СС" l^l 11 Цитированные там ссылки.
к 1122 12. Некоторые физические и спектральные характеристики
Таблица •тиоамидовMl
Соединение
Температура плавления. °C
Соотношение равновесных концентраций (2)- и
(Е)-изо-
Дипольный момент, Д
^макс нм 0g е>
тно- амида
О-ана- лога
п->л*
п->л*
я->п*
меров
HCSNH2 HCSNHPh HCSNMe2
32-34 138
112—113
0,05
4,01 6 4,13 8 4,74 r
4,77 д
3,35 8
3,86г
3,70 д
361 (1,38)
270 (4,08)
231 (3,77)
MeCSNHMe MeCSNHPh MeCSNMe2
59 75-76
74
36 1
1,5 3
4,64 8
4,54 8
4,74 r
3,55 в
3,65 г
3,74 г
360 (1,41)
392 (1,74)
365 (1,61)
264 (4,06) ж
330 (3,49) ж
272 (4,17) ж
cs
HN-—(CH2)3
116
—
5,07 д
3,79 д
335 (1,67)
270 (4,17) и
CS
HN-(CH2)4
95-96
5,15 д
3,83 д
340(1,73)
281 (4,08) и
PhCSNH2
115-116
—
—
—
418
(2,33)
298
(3,81)
239
(3,94)е
PhCSNMe2
59-64
—
4,58 в
3,80 в
395
(2,50)
284
(3,93)
250
(3,95)е
а См. се. 13741 и цитированные там ссылки. 6 Определено нз микроволнового ™^^ на основании вычислений эффекта Ставка; см. [377а]. В ССЦ. В бензоле.
е В эфире. Ж В циклогексане. 3 В CDCI3. и В смеси гептан дихлорметан.
определения энергий (£)-(Z)-изомеризации [375—378Ь денные значения энергии активации Аррениуса (£а) и св дн0й энергии активации (AG*) для вращения вокруг тиоа C(S)—N-связи (значения AG* составляют 84 100 Д в0КруГ превышают соответствующие значения для вРащениЯ.„язЫВа- С(О)—N-связи амидов на 12,5—21 кДж/моль, что ясно У вне. ет на более высокую степень поляризации тиоамидов п экс. нию с амидами. Это подтверждается также определен!- 22.12). периментально значениями дипольных моментов (табл‘/доб; R1 ^
тиоамидов ST (408) [374].
। [374, 379]. При очень больших значениях а-СН-кис-может наблюдаться существование ентиольного тауто-
R—C—NHR1
S
(406)
R—C=NR*
SH(407)
Rx/R2
V=C—
|\r3
SH(408)
r ЦК-спектрах тиоамидов обычно отсутствует характеристич- полоса отдельного валентного колебания С=5-группы. В то н дремя анализ нормальных координат указывает на заметное тебательное смешивание и смещение положения С=5-полосы тиоамида к области валентных колебаний простой С—S-связи м_3, 374].
Тиогидразидами [380] называют соединения общей формулы (409). Приведенные выше характеристики тиоамидов в значительной степени относятся также и к тиогидразидам [375]. Особым свойством тиогидразидов (409; R1 = Н) является то, что эти соединения могут существовать в форме цвиттериона (410), который можно выделить. Формы (409; R'=H) и (410) являются взаимопревращаемыми [375, 380].
R—С—NR1—NR2R3S(409) R” = H, Aik, АгR—С—NR1—NR2R3S(409) R” = H, Aik, АгR—С—N—NR2R3*S Н(4Ю)R—С—N—NR2R3*S Н(4Ю)/R1 r-c-n( »\3R2R2 = HR2 = Alk/R1 r-c-n( »\3R2R2 = HR2 = Alk
R—С—NR1—NR2R3
S
(409) R” = H, Aik, Аг
R—С—NR1—NR2R3
S
(409) R” = H, Aik, Аг
R—С—N—NR2R3
*S Н(4Ю)
R—С—N—NR2R3
*S Н(4Ю)
/R1 r-c-n( »\3R2
R2 = H
R2 = Alk
/R1 r-c-n( »\3R2
R2 = H
R2 = Alk
К тиоамидам относятся также тиогидроксамовые кислоты (411) и их эфиры (412) [381]. Для этих соединений свойственна (£)- (/)-изомерия, а свободная энергия активации вращения вокруг связи C(S)—N составляет 67—68 кДж/моль [381, 382].
Методы получения тиоамидови тиогидразидов
Предложенный еще в 1878 г. Гофманом метод тионирования амидов действием пентасульфида фосфора до сих пор является наиболее широко используемым методом получения тиоамидов (Уравнение 179) [1—3, 370—3 74]. Этот метод пригоден для синтеза практически любого типа тиоамида. Это прежде всего объ- няется относительно высокой термической стабильностью тио- • идов, поскольку условия тионирования часто довольно жесткие. ЖетГ° в ^которых случаях приемлемый выход тиоамида мо- реШа;?Ть полУчен лишь в строго определенных условиях реакции, Нествр ^ее влияние часто оказывает природа растворителя. В ка- Растворителя наиболее удобно использовать пиридин.
Иитеоесно отметить, что при обработке смеси амина и ацилирую. Интересно льфидом фосфора в пиридине можно неПп следственно"получить тиоамид (уравнение 180) [383].
P2S5, д
R-co-NR'R’ -т„р„-Д R-cs-nr.r»(179)
P2S5
R—СО—X + R*NH2 -^^7 R~CS—NHR*(180)
При синтезе простых N-незамещенных тиоамидов действием пентасу тьфида фосфора на соответствующие амиды необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы избежать заметного разложения тиоамидов на нитрилы и сероводород [370—373]. Однако устовия реакции, необходимые для тионирования N-ароилази- рндинов являются слишком жесткими, и вместо тиоамида (413) получаются Д^-тиазолины (414) [384]. Однако этот метод пригоден также для синтеза тиогидразидов [380] и оказался особенно полезным для синтезов разнообразных гетероциклических соединений, у которых тиоамидная или тиогидразидная группы включены в гетероциклическое кольцо [1 3].
предложенный нитрилов с се- (N-незамещен-предложенный нитрилов с се- (N-незамещен-
предложенный нитрилов с се- (N-незамещен-
предложенный нитрилов с се- (N-незамещен-
Самый первый метод синтеза тиоамидов, в 1815 г. Гей-Люссаком [374], основан на реакции
роводородом. Этим методом получены первичные , ные) тиоамиды [370—374]. Реакцию обычно проводят в присутствии основания как катализатора (пиридин, триэтиламин), но она может проходить и без катализатора. В этом случае обычно требуются повышенные температуры и давление [373]. подтверждает идею простого механизма присоединения с УчасТ " ем в качестве интермедиата меркаптоимида (415), а роль oci вания как катализатора сводится к образованию диполя ('
который легче реагирует с сероводородом, чем сам нитрил [’
374]. С помощью этого метода получены различные тиоам (416): тиоформамид, его простые алкил- и арилпроизводные, единения типа (416), в которых R является сложной полНФУ Н'а°над1ьно^ группой, а также тиоамиды (418) и (419) 1 у 370 374, 385]. Превращение нитрилов в первичные th?„q/.i и может происходить также под действием тиоацетамида I О,0-диалкилдитиофосфорной кислоты [387] (уравнения 18^,
R—CN + H2s —> [R—C(=NH)—SHJ —> R—CS—NHz(1
(415)(416>
N6'
R-C-B6*
(417)
HaN-CS-CS -NH,(418)
R—CN + Me—CS—NH:
cyxoft НС1
ДМФ
H2O
h.n-cs-ch2^Cs_Nh
(419)
R CS—nh2 4- MeCN
•1‘
r-cn + (R'O)2ps2h —> R_Cs
Другие удобные методы синтеза твоя v + (R°)2PS°H
(183)
(184)
акциях имидоилхлорндов [3, 370-374 МИДов «скованы „я п 389] и амидинов [390] с сероводород’1*Т°ипКридов [388 Диалогичные реакции соответствуют,^(Уравнения 185- я??’
по-видимому, применяются реже [380гидраз?2'
тиогидразидов приведены ниже (у^^еког^с нутп иштДя В реакции гидразопоплхлорндов (42m г Я 188-190) [зон3 лучаются ацилированные тиогидразнды (42тОаЦСТЗТОМ ^лия по-’ тате спонтанно происходящей перегони?,}’ ВеРОЯТ|'о, в ре3у™
■ ■ ' СОед"Нен"я («О И:~\ ^”7'аРча.е0
R_c/Cl h,sУ13921'
образующегося
^NR1
R—c cr
^nr*
R—CS— Nhri
H2S
R-cs-nr*
(185)
(186)
/NHR1
R-C^^NH
H2sпиридин
R CS NH2 И (Нли) r_C s_Nhri
(187)
/NH2
4-Nr;
/Вг Ph-CZ
^N~NR2
h2s
H2s
> Ph-CS-NH-NR,
(188)
'давлений Г< CS-NH-NR^ (r ' = перфторалкил)
(189)
Me2N-CH^N-NH
CO-Ph ►CS—NH—NH—СО—Ph
Г н
(190)
h'C=N-NHAr Л!£2Г
J.rPh~C=N-NHArl —> I
(420)5—COMe J I
(421)
*• Ph -CS—NH—NAr—CO—Me
Ph "
Удобным методом синтеза тиоамидов и тпогидразидо ся тиоацилирование аминов и гидразинов соотктст?Л,ЯВЛЛет' 373, 374, 380]. Тиоацилирование, осуществляемое тиоке° 3?°’ (см. схему 76) и тиоацилхлоридами (см. схему 139) обычТ6НаМИ ходит легко, и продукты образуются с высокими выходам°Пр0' оно редко используется в препаративных целях вследствие Н° сительной недоступности тиоацилирующих агентов. Дитиока^0' новые кислоты являются активными тиоацилирующими аген ₽б°" по отношению к аммиаку и в некоторой степени также к пеоЗМИ ным и вторичным аминам и гидразинам [253, 374, 380 393? Однако наиболее часто в качестве тиоацилирующих агентов ис пользуют эфиры тио- и дитиокарбоновых кислот, которые особенно гладко реагируют с вторичными неароматическими аминами (уравнение 192) [253, 303, 304, 370-374]. В случае ароматиче
магние-магние-(192)(193)(192)(193)ских аминов лучшие результаты дает использование их вых солей (уравнение 193) [374, 390].
магние-
магние-
(192)
(193)
(192)
(193)
R—CS—XR1+HNR2R3 —> R—CS—NR2R3 + R"XH
R—CS— OEt + ArNHMgX —> R—CS—NHAr + EtOMgX
Для препаративных синтезов тиоамидов [374] и тиогидразидов [305, 306, 380] в качестве тиоацилирующих агентов, по-види- мому, следует рекомендовать карбоксиметилдитиокарбоксилаты (423) (уравнение 194). Этот реагент широко применяется для тиоацилирования аминокислот [394].
SR1S R1
RC— SCH2CO2H + H2N— СНСО2Н —>■ RC—NH—CHCO2H + HSCH2CO2H (194) (423)
Для тиоацилирования аминов и гидразинов в качестве тиоацилирующих агентов можно использовать тиоамиды [374, 380]. N-Тиобензоилимидазолы (424), генерированные из тиобензоил- хлорида и имидазола, N-тиобензоилтриазол (425), генерированный из тиобензоилхлорида и 1,2,4-триазола или его 1-триметил силильного производного, являются прекрасными тиобензоилиру ющими агентами для простых алифатических, эпициклически ароматических первичных и вторичных аминов, а такж N-моно- и N-дизамещенных гидразинов [395].
Ph—CS—NPh—CS—NPh—CS—NPh—CS—N
Ph—CS—N
Ph—CS—N
Ph—CS—N
Ph—CS—N
изотиацианатов синтезе втори^ тиоформамидыизотиацианатов синтезе втори^ тиоформамиды
изотиацианатов синтезе втори^ тиоформамиды
изотиацианатов синтезе втори^ тиоформамиды
(424) R = Н, Aik(425)
Электрофильную реакционную способность (см. также разд. 11.22.10) можно использовать в ных тиоамидов [370, 373, 374]. Так, вторичны
получить реакцией изотиоцианатов с самим ™
Эдилом, гидрид-ионом. Практически реакцию nn P°C™M Нук" Наткой изотиоцианата борогидридом натрия с поспр^ ДЯТ °бра" "т„ь« гидролизом реакционной смеси (уравнетае 10^™!^" высшие гомологи вторичных тиоамядов получают Lar^L-1 61' тиоцианатов с реактивами Гриньяра [373, 397 398? ^И30'
Пионами, образующимися из соединений с активна" С Кар6' аН,.гИ или метиленовыми группами КТв®Выми метильнымиРашами (373,374 3QQ лгт
/уравнения 196—199). При взаимодействии енаминов изотиоцианатами образуются «^-ненасыщенные 6(426) с
[372-374, 404], которые легко гндролиТуюте^^ амиды (уравнение 200). Вторичные енамины (таутомеоы Т°ТИ°' нов) могут реагировать с изотиоцианатами по атому азота Зуя производные тиомочевины (428), которые, однако ПпИ^ вании легко перегруппировываются в «нормальные» п ре" (429); перегруппировка происходит в том случае если R Р дукты исходного соединения был использован ароматический качестве анат [405] (уравнение 201).ароматический изотиоци-
NaBH4Н*
p_N=C=S* [R—NH— CS — BH3Na] > R—NH—CS—Н (195)
Эфир
Ar—N=C=S + RMglAr—NH-CS—R(196)
-60 °C
Ph—CO—N=C=S + RMgBr > Ph—CO—NH—CS—R(197)
H*
R-N=C=S ~y|^> R-NH-CS-CHRX(198)
R = H, Aik; X = COR, SOMe, SO2Me
. ~CHXY
R—N=C=S -—> R-NH-CS-CHXY(199)
X, Y = COH, COR, CO2R, CONH2, SO2Ar ,S R R'SR
РСН-Лтп,^, RNCS _ II I IH3O+ |||
к H-CNR R> R1NHC—C=CNR2R3 > R^NHC—CHCOR1 (200)
(426)f427x
‘"-замещенные амиды пиррол-2-тиокарбоновых кислот (430) и 43*) И пиррол-з-тиокарбоновой кислоты (432) получены с вы- окими выходами в реакциях соответствующих пирроло карбонилизотиоцианатом [406] или с /г-толуолсульфон i i
цианатом [407]. При гидролизе (430) под действием основания получается первичный тиоамид (433) [406].
R\/МеМе\/CSNHTs
/ГА CSNHR Me——CSNHTsEtOCO——Ме
\нNH
R = CO2Et (431) R = Н, CO2Et(432)
R = Н
При нагревании кетона или альдегида с элементной серой в присутствии амина обычно образуется тиоамид (уравнения 202— 203а). Все эти реакции являются примерами реакции Вильгерод- га — Киндлера [1—3, 370, 373, 374].
s8, HNRR1, АСН2О > Н— CS—NRR1(202)
S8, HNRR1, А
R2—СО—Me ->R2—CH2-CS—NRR1(203)
S8, HNRR1, A
Ph—CO—CH2Me ->Ph—CH2—CH2—CS—NRR1(203a)
Механизм реакции Вильгеродта — Киндлера до сих пор не выяснен. Она проходит, вероятно, по различным механизмам в зависимости от природы участвующих в реакциях веществ и от условий ее проведения. Так, на основании экспериментальных данных предлагались механизмы с участием в качестве интермедиатов тиокетонов, тиолов, ненасыщенных углеводородов и енаминов [7, 373, 374, 408, 409]. Например, при обработке элементной серой и морфолином в примерно одинаковых условиях из ацетофенона, стирола и фенилацетилена образуется один и тот же продукт, фенилтиоацетоморфолид, с почти одинаковым выходом [370]. Синтез самых разнообразных тиоамидов осуществляется с помощью модификаций реакции Вильгеродта — Киндлера [1—3, 370, 373, 374, 408]. Так, тиоамиды были синтезированы реакциями енаминов [410] или соответствующих аминов с элементной серой, одновременным действием серы и аммиака или аминов на толуол [412], простые бензилтиоэфиры или их хлорированные производные [413], а также реакцией метилзамещен- иых гетероароматических соединений с серой в ДМФ [373] (уравнения 204—208). Недавно описанный синтез а-оксотиоами- дов (434), осуществляемый последовательной обработкой ацетофенонов хлоридом серы и диметилформамидом (уравнение 209) [414], аналогичен синтезам тиоамидов по реакции Вильгеродта Киндлера.
R-C^ 2R—СН2—CS—NR2<204>
\NR‘ u
I, 2
S. NH3
■Ph—Me > Ph—CS—NHz
.s, r’nh
Ar—CH2—SR——> Ar— CS—NR*2
Cl2 илиso2ci2Cl2 илиso2ci2-> Ar—CHC1—SR-> Ar—CHC1—SRs, R*NH90 °Cs, R*NH90 °C(207)(207)i. s2ci2, cci(i. s2ci2, cci(RR(209)(209)2. ДМФ, HO-2. ДМФ, HO-’—CO—CS—NMe2’—CO—CS—NMe2—CO—Me—CO—Me
Cl2 или
so2ci2
Cl2 или
so2ci2
-> Ar—CHC1—SR
-> Ar—CHC1—SR
s, R*NH
90 °C
s, R*NH
90 °C
(207)
(207)
i. s2ci2, cci(
i. s2ci2, cci(
R
R
(209)
(209)
2. ДМФ, HO-
2. ДМФ, HO-
’—CO—CS—NMe2
’—CO—CS—NMe2
—CO—Me
—CO—Me
(434)(434)R = H, Me, MeO, Cl
(434)
(434)
Тиолактамы образуются с количественным выходом при взаимодействии циклических нитронов (435) с сероуглеродом (уравнение 210) [415].
(210)(210)
(210)
(210)
Третичные ароматические тиоамиды можно получать тиокар- бамоилированием достаточно активных гомо- и гетероароматиче- ских соединений Н,Н-дизамещенными тиокарбамоилхлоридами В условиях реакции Фриделя — Крафтса (уравнение 211) [416]. Вместо тиомочевин, которые обычно образуются при сольволизе тиокарбамоилхлоридов, при действии изопропоксида натрия в изопропиловом спирте могут получаться тиоформамиды, если R 11 R’ являются объемистыми заместителями (уравнение 212) [417]. Из С-сульфонилтиоформамидов (436) образуются высшие гомологи тиоамидов в реакциях с карбанионами, полученными из соединений с активными метиленовыми группами (уравнение 213)
(211)(211)А1С1з
(211)
(211)
RR'N—CS—Cl 4- АгН *• RR'N—CS—Аг
пли SnCl2
изо-РгО- —> RR’N—CS—ОСНМе2
RR’N—CS—Cl U3O.ProH|> KR1N—CS—н +Me2CO (212)
RRiN_CS-SO2Ph + ’CHXY _phSO_> RR’N—CS—CHXY (213) (436)
Различные гетероциклические соединения могут подвергаться пеакциям раскрытия цикла с образованием тиоамидов [1-3,373, 3741 В качестве примера можно привести гидролиз 4-бензил- иден-2-фенилтиазолона-5 под действием основания, в результате которого образуется тиоамид (437) [374]. Аналогично этой реакции происходит Ма-тиобензамидоацилирование аминокислот и пептидов 4-замещенными 4Я-2-фенилтиазолонами-5 (438) [419]. Тиогидразиды образуются при обработке сиднонов (439) [420] и изосиднонов (440) [421] пентасульфидом фосфора и сероводородом в пиридине соответственно.
SCHPhIIIIPh—С—NH—С—СО2Н(214)SCHPhIIIIPh—С—NH—С—СО2Н(214)CHPh
SCHPh
IIII
Ph—С—NH—С—СО2Н(214)
SCHPh
IIII
Ph—С—NH—С—СО2Н(214)
N\но-
Ph—с>■
\ /н2о
(437)(437)SSSS(438)SRОR1 ОIIIIIIII—> Ph—С—NH—CH—С—NH—CH—С—X(215>(438)SRОR1 ОIIIIIIII—> Ph—С—NH—CH—С—NH—CH—С—X(215>(439)(439)P2S3>P2S3>(216)(216)S
(437)
(437)
SS
SS
(438)
SRОR1 О
IIIIIIII
—> Ph—С—NH—CH—С—NH—CH—С—X(215>
(438)
SRОR1 О
IIIIIIII
—> Ph—С—NH—CH—С—NH—CH—С—X(215>
(439)
(439)
P2S3>
P2S3>
(216)
(216)
R1
II \ СНС13
s nh2
.22.8.3. Реакции тиоамидов и тиогидразидов
Тиоамиды гидролизуются с трудом, особенно в щелочи Р0. де, иногда их гидролиз происходит труднее, чем гидролиз ам Возможен полный гидролиз тиоамидов, приводящий к кар т0 вым кислотам, сероводороду и аммиаку или аминам, но ^^^ в условиях гидролиза получаются нитрилы, гетероциклически ^^^ единения или продукты окислительного расщепления [3/ J • миак, первичные и вторичные амины реагируют с тиоамидам
oKcni»- _ (441) с первичнымЛ"3НТются 2-аминоиндолы (442)Подвергается атом углерода Дуются деацилированный Исходного амина [423].r3nh2oKcni»- _ (441) с первичнымЛ"3НТются 2-аминоиндолы (442)Подвергается атом углерода Дуются деацилированный Исходного амина [423].r3nh2тиобензамидтиобензамиди амид — производноеи амид — производноеR—CS—NHR3R—CS—NHR3r-CS-NR-R2r-CS-NR-R2nh2oh—HjSnh2oh—HjS✓NR'R2R-C^✓NR'R2R-C^(217)(217)R*R*NR(441)NR(441)zNR’R2 R—с/NH2zNR’R2 R—с/NH2—NR2 R3—NR2 R3NR(442)NR(442)H2NNH2—U2S 'H2NNH2—U2S 'RlRlRPh—C—N—C—R1RPh—C—N—C—R1S О(443)S О(443)
oKcni»- _ (441) с первичным
Л"3НТются 2-аминоиндолы (442)
Подвергается атом углерода Дуются деацилированный Исходного амина [423].
r3nh2
oKcni»- _ (441) с первичным
Л"3НТются 2-аминоиндолы (442)
Подвергается атом углерода Дуются деацилированный Исходного амина [423].
r3nh2
тиобензамид
тиобензамид
и амид — производное
и амид — производное
R—CS—NHR3
R—CS—NHR3
r-CS-NR-R2
r-CS-NR-R2
nh2oh
—HjS
nh2oh
—HjS
✓NR'R2
R-C^
✓NR'R2
R-C^
(217)
(217)
R*
R*
NR
(441)
NR
(441)
zNR’R2 R—с/
NH2
zNR’R2 R—с/
NH2
—NR2 R3
—NR2 R3
NR
(442)
NR
(442)
H2NNH2
—U2S '
H2NNH2
—U2S '
Rl
Rl
R
Ph—C—N—C—R1
R
Ph—C—N—C—R1
S О(443)
S О(443)
Аилы С образованием нового тиоамида, амидина или их яукл60^ ма 217) [370, 374]. Взаимодействие простых тиоами- смесн ' рОКСцламином и гидразином дает соответственно амид- ДоВ Си и амидгидразоны (схема 217) [374]. В реакциях индо- пкснмы -441) с первичными и вторичными аминами об- „[422]. Интересно, что при
первичного амина с N-ацилтиобепзамндами (443) атаке атом углерода карбонильной группы; при этом об-
zNR'R2 и (или) R—(У
^NR3
Первичные тиоамиды, такие, как тиоацетамид и тиобензамид, можно превратить в соответствующие нитрилы обработкой третичными аминами; элиминирование сероводорода происходит, например, при кипячении в пиридине [370]. Превращение первичных тиоамидов в нитрилы может быть удобно осуществлено также действием Ы,М'-дизамещеиных фенилпропиоламидинов и три- (диэтиламидо) фосфита [3]. Элиминирование сероводорода из тиоамидов типа (444) их реакцией с избытком амида натрия приводит к инаминам [424]. Возможность образования инаминов (446) в весьма заметной степени зависит от природы R. Было найдено, что в случае R = Н или трет-Вн продуктом реакции является соль ентиола (445), которая в других случаях является интермедиатом реакции получения (446). Инамины (446; R = Ph) Довольно гладко образуются из тиофенилацетамидов (444; R = — ‘h), однако их выходы зависят от характера заместителя у атома азота.
SNi
Г сNaNH2IN.4NH2
^CS-NR'R2 i> RCH—C-NR'R2 ► RCseC-NR'R2 (218)
ксилол
(444)(445)(446)
Восстановление тиоамидов обычно происходит легче, чем вп становление амидов, и может быть успешно проведено действием большинства обычных восстановителен (металлы в кислой спел? амачьгамы, гидриды щелочных металлов, никель Ренея) электролитически [370, 374]. Восстановление, вероятно, проходит через а-аминотиолы и альдимины с образованием аминов (схема 219). В результате побочных реакций могут образовываться амины типа (RCH^NR1.
[2Н][2Н]-
RCS-NR'R2> rRCH-NR'R2! —-> RCH2-NR>R2
L SH J
•'(r2 = h)|-H2S(219)
[2HI
[RCH=NR'] > RCH2—NHR1
У тиоамидной функции имеются два потенциальных центра для электрофильной атаки: атом серы и атом азота. Было показано, что самый простой электрофил, протон, присоединяется к тиоамидной функции с образованием преимущественно, если не исключительно, S-протонированных частиц [374, 425]. Найдено, что таким же образом первичные, вторичные и третичные тиоамиды реагируют с алкилгалогенидами преимущественно по атому серы с образованием имидотиоловых эфиров или, в случае третичных тиоамидов, солей катионов Н,Н-дизамещенных имидотиоловых эфиров (уравнения 220, 221) [374]. Однако для первичных и вторичных тиоамидов в зависимости от природы электрофила возможно и N-алкилирование. Предполагают, что N-алкилирование происходит через кинетически контролируемое S-алкилирование с последующей перегруппировкой при соответствующих условиях [374]. Это подтверждается тем фактом, что N-аралкилтиоамиды (449) можно легко получить обработкой гидрохлоридов имидотиоловых эфиров (447) разбавленной кислотой или нагреванием стабильных свободных имидотиоловых эфиров (448) в инертных растворителях [426]. Показано, что перегруппировка проходит межмолекулярно [426]. Гидрохлорид (447) можно выделить снова обработкой (449) хлористым водородом в эфире [426]. В реакциях первичных и вторичных тиоамидов с обычны ми ацилирующими агентами образуются, как правило, и^КЛ12гЧ0И тельно N-ацилированные продукты (уравнение 222) [374]. Р действии алкилгалогенидов на N-ацилированные первичные т амиды происходит S-алкилирование (уравнение 203) [427]. Р матические тиоамиды S-метилируются диазометаном, в то ВР м как алифатические тиоамиды, по-видимому, не реагируют с ^ [374]. В реакциях первичных тиоамидов с формальдегидом разуются N-(гидроксиметил) тиоамиды (уравнение 224) [42 Г п.
Тиогидразиды S-алкилируются алкилгалогенидами; N-ал
ArzCHCl /SCHAr2 K2CO3
RCS—NHz►
^NH2 CI-
RC
/SCHArz ^NH
(447)
(448)
H2O, HCI, H + эфир
RCS—NHCHAr2
(220)
(449)
R3X /SR3
RCS-NR'R2 ► RC^
^NR'R2
основание
r2=h
(221)
CH2=C=OR2COC1
RCS-NR'-COMe * RCS—NHR1 ——-> RCS—NR1—COR2
(r2CO)2o(222)
r2x/SR2
RCS-NH-COR' > R-C((223)
^N—COR1
CH2O
RCS—NH2 > RCS—NH—CH2OH
(224)
рование происходит крайне редко [380]. В реакциях N-незамещен- ных тиогидразидов с алкилгалогенидами в щелочной среде получаются дигидротетразины, так как промежуточно образующиеся а-гидразоносульфиды (450) спонтанно соединяются попарно с выделением тиола (уравнение 225) [380]. N-Незамещенные а-гидразоносульфиды получены только в случае перфторалкилтиогидра- зидов [429]; эти соединения (450;R = RF) могут восстанавливаться по Вольфу — Кижнеру при нагревании в растворе соляной кислоты (уравнение 225) [429]. Однако продукты S-алкилирования №-замещённых тиогидразидов вполне стабильны (уравнение 226) [380]. При обработке №-метилтиобензогидразида метил- иодидом образуется соль, которая легко гидролизуется в горячем водном растворе до метилтиолбензоата и метилгидразинийиодида (уравнение 227) [380].
RCS-NHNH2
r‘x основание
(450)
(450)
—2R'SH
Д, НС1
—n2
HN—N
R / R
N—NH
R—CH2—SR1
(225)
R — Rp
Rsx/S R3
(226)(226)RCS—NH—NR'R2 ► RC^
(226)
(226)
NR'R2
MeSMe,
/ Mel/"Н2ОЛ
ph—CS—N—>Ph-q!+Г >Ph-CO-SMe (227)
NH2NMe—NH2
Описано несколько новых реакций, основанных на участии анионов, образующихся из тиоамидов. При обработке тиобенз амидов (451) бутиллитием J2 экв) образуются диаиионы, прй последовательном взаимодействии которых с соответствующим электрофилом (триметилсилилхлорид, дисульфиды, ацетальдегид диметилформампд, изоцианаты) и водой получаются орто-замещенные тиобензамиды (452) (уравнение 228) [430]. В реакции диметилтиоформамида с диизопропиламидом лития практически количественно образуется анион (453), который является прекрасным тиоацилирующим агентом (схема 229) [431].
CS—NHMeCS—NHMe(451) X = Н, С1, ОМе(451) X = Н, С1, ОМе(452) R = SiMe3, SR,(452) R = SiMe3, SR,CHMeOH, CHO, CONHRCHMeOH, CHO, CONHRMe2N—CS—HMe2N—CS—HLiNPr2-U3OLiNPr2-U3O-100 °C-100 °Crr’co-PhCO2MeMe2N—CS >(453)Melrr’co-PhCO2MeMe2N—CS >(453)MelMe2N—CS—CRR'OHMe2N—CS— COPh (229)Me2N—CS—MeMe2N—CS—CRR'OHMe2N—CS— COPh (229)Me2N—CS—Me
CS—NHMe
CS—NHMe
(451) X = Н, С1, ОМе
(451) X = Н, С1, ОМе
(452) R = SiMe3, SR,
(452) R = SiMe3, SR,
CHMeOH, CHO, CONHR
CHMeOH, CHO, CONHR
Me2N—CS—H
Me2N—CS—H
LiNPr2-U3O
LiNPr2-U3O
-100 °C
-100 °C
rr’co
-PhCO2Me
Me2N—CS >
(453)Mel
rr’co
-PhCO2Me
Me2N—CS >
(453)Mel
Me2N—CS—CRR'OH
Me2N—CS— COPh (229)
Me2N—CS—Me
Me2N—CS—CRR'OH
Me2N—CS— COPh (229)
Me2N—CS—Me
Реакцию N.N-дизамещенных тиоформамидов с галогенами (хлором и бромом) используют для получения галогенангидридов N.N-дизамещенных тиокарбаминовых кислот (454) [423].
Тиоамиды и тиогидразиды окисляются различными окислителями соответственно в дисульфиды (455) и (456) [374, 380]. Наиболее предпочтительным окислителем является, по-видимому, иод. При окислении тиоамидов пероксидом водорода получаются соответствующие сульфины (457) независимо от природы тиоамиДа [209, 374]. Однако при избытке пероксида водорода происходит дальнейшее окисление (457) в исходный амид [209].
RRNR‘R2
X—CS—NRR1Y—N=C—S—S—C=N—YR—i=S=O
(454) X = Cl, Br (455) Y = Aik, Ar(457)
Y = NHR‘, NR‘R2
Ar\ .ArAr\ .ArдгСНаCS—NRa + Аг’ СО СНгВгдгСНаCS—NRa + Аг’ СО СНгВг— НПг, — Н2О— НПг, — Н2О2—nr282—nr28(230)(230)R'R_CS-NH, + C1CH-COR2 --нс1 _Н2ОR'R_CS-NH, + C1CH-COR2 --нс1 _Н2ОR-CS-NH-NHR1 - R2-CO-R3 z^q*- rR-CS-NH-NHR1 - R2-CO-R3 z^q*- rR—syN—NR1R—syN—NR1R1R1(231)(231)(232)(232)R-CS-NMe-NH2R-CS-NMe-NH21.С12С=Х2. Основание^1.С12С=Х2. Основание^Х=О, S, NR1Х=О, S, NR1(233)(233)
Ar\ .Ar
Ar\ .Ar
дгСНаCS—NRa + Аг’ СО СНгВг
дгСНаCS—NRa + Аг’ СО СНгВг
— НПг, — Н2О
— НПг, — Н2О
2—nr2
8
2—nr2
8
(230)
(230)
R'
R_CS-NH, + C1CH-COR2 --нс1 _Н2О
R'
R_CS-NH, + C1CH-COR2 --нс1 _Н2О
R-CS-NH-NHR1 - R2-CO-R3 z^q*- r
R-CS-NH-NHR1 - R2-CO-R3 z^q*- r
R—
sy
N—NR1
R—
sy
N—NR1
R1
R1
(231)
(231)
(232)
(232)
R-CS-NMe-NH2
R-CS-NMe-NH2
1.С12С=Х
2. Основание^
1.С12С=Х
2. Основание^
Х=О, S, NR1
Х=О, S, NR1
(233)
(233)
пмпды n тиогидразиды используют для синтеза разнооб- Т' гетероциклических соединений [1—3, 370, 374, 380] (урав- Se3,и" 230-233).
11J22.9. ТИОМОЧЕВИНЫ И ТИОСЕМИКАРБАЗИДЫ
Свойства тиомочевин и тиосемикарбазидов
Первые синтезы тиомочевины и ее производных были выполнены около 1870 г. и к настоящему времени накоплена обширная литература по химии этих соединений. Подробные сведения о свойствах, закономерностях синтезов и химической активности тиомочевин были получены уже на относительно ранней стадии в истории химии тиокарбонильных соединений [433, 434]. Основной причиной этого явилось то, что тиомочевины обычно представляют собой легко характеризуемые, очень устойчивые кристаллические соединения, которые легко могут быть получены. Кроме того, простые тиомочевины служили ценными синтонами в органическом синтезе, особенно в области химии гетероциклических соединений. Тиомочевины широко применяют в качестве инсектицидов, консервантов, зооцидов (родентицидов), фармацевтических препаратов, в производстве красителей, фотографических п-тенок, пластмасс и тканей. Обычно тиомочевины изображают структурой (458). Однако значения длин связей и углов, опре- еленные с помощью рентгеноструктурных исследований (см. а л- 11-22.11), лучше всего объяснить, исходя из преобладаю- о их вкладов резонансных структур типа (458а). Предположение с °ысок°поляризованной структуре тиомочевины с частично про- с C=S- и частично двойной C(S)—N-связями также согла- ся с относительно высокими температурами плавления этих
Таблица 11.22.13. Температуры плавления незамещенных и метилзамещенных тиомочевин и тиосемикарбазидов Н.УЗ, 434. 438. 439. 441]
Соединение
Г. пл., CC
Соединение
,т- пл., *c (т. кип.,
H,NCSNH2
172
Me2NNHCSNH2
184-185
MeNHCSNH,
119—120,5
HjNNMeCSNHMe
136-137
Me2XCSXH2
162
H2NNIICSNMe2
156—157
MeXHCSNHMe
61
Me2NNHCSNHMc
155—155
Me2XCSXHMe
87—88
MeNHNMeCSNHMe
49,5—5o"5 63—64
79-80
H2NNMeCSNMe2
H2XXHCSXH2
183
Mc2NNHCSNMc2
91-92
McXHXHCSXHj
157-158
MeNHNMeCSNMej
(85-87) a
H2XNMcCSNH2
173—174
Me2NNMeCSNMe2
(83-85)a
H2NNHCSNHMe
137-138
H2NNHCSNHNH2
168 '
а При '2 мм рт. ст.
соединений (табл. 11.22.13). Для тиомочевин характерно затрудненное вращение вокруг связи (связей) C(S)—N (аналогично тноамидам, см. выше); энергетические барьеры свободного вращения составляют 42—59 кДж/моль (выражено в виде свободной энергии активации, AG*) [1—3, 435, 436], а в некоторых случаях даже больше [437]. Как и ожидалось, N-мопозамещеи- ные и N,N/-дизaмcщeнныe тномочевнны проявляют (£)-(2)-изомерию [135]. Таутомерные структуры типа (459) не реализуются.
С—XхR1Z\R3(458) R" = H, Aik,С—XхR1Z\R3(458) R" = H, Aik,S’R\+ I zRR1Z \R3(458a)S’R\+ I zRR1Z \R3(458a)SH^N—C=NR2R1Z(459)SH^N—C=NR2R1Z(459)
С—Xх
R1Z\R3
(458) R" = H, Aik,
С—Xх
R1Z\R3
(458) R" = H, Aik,
S’
R\+ I zR
R1Z \R3
(458a)
S’
R\+ I zR
R1Z \R3
(458a)
SH
^N—C=NR2
R1Z
(459)
SH
^N—C=NR2
R1Z
(459)
Аг и др.
Тиосемикарбазиды изображают общей формулой (460); они также представляют собой стабильные соединения, обычно хорошо кристаллизующиеся (некоторые тетра- и пентазамещенные соединения являются жидкостями) [438, 439]. При составлении названий тиосемпкарбазидов атомы нумеруют так, как показано в формуле (460). Свойства и химические превращения тносемикар- базидов изучены сравнительно недавно, в основном Дженсеном с corp. [438]. 2-Незамещенные тиосемпкарбазиды (460; R2 = Н) могут существовать в цвиттерионной форме (461) или находиться в таутомерном равновесии с этой формой. Положение таутомерного равновесия определяется пространственным, а также электронным влиянием заместителей [440]. Родственны тиосемикарбазидам тпокарбогидразпды [441], из которых, однако, хорошо известны только родоиачалыюе соединение (462) и несколько его К-замещеппых производных, представляющих собой бесцветные, кристаллические, высокостабильиые соединения. Как тиосемикар
и тНокарбогидразиды являются важными исходными базиДы’ та„ о синтезах разнообразных гетероциклических соеди- веше^з 441,442].
иенип I1 ’ --
R3
R|Z R= S
пл —IT Aik, (460) К
Аг и ДР-
Н• • • S"
(461)
R3
H2N—NH—CS—NH—NH,
■R4
(462)
тиосемикарбазиды бесцветны и не имеют ха-тиосемикарбазиды бесцветны и не имеют ха-
тиосемикарбазиды бесцветны и не имеют ха-
тиосемикарбазиды бесцветны и не имеют ха-
Тиомочевины и.
пистичных полос поглощения в ИК- и УФ-спектрах, что со- раКптгя с их классификацией как тиокарбонильных соединений гласуени
[24, 25, 435, 443].
Методы получения тиомочевини тиосемикарбазидов
Прямое тионирование карбонильной группы мочевин пентасульфидом фосфора как путь синтеза тиомочевин имеет небольшое значение. По-видимому, этот метод применим только для синтезов тетразамещенных тиомочевин и некоторых гетероциклов, содержащих в кольце фрагмент тиомочевины [2, 3, 444].
Однако разработано несколько других методов синтеза тиомочевин и тиосемикарбазидов. Один из самых простых методов получения симметричных тиомочевин основан на реакции первичных аминов с сероуглеродом [1—3, 433, 434, 445]. Механизм этой реакции не вполне ясен, но, по-видимому, включает образование в качестве интермедиата дитиокарбамата аммония (463) (уравнение 234), поскольку при проведении реакции в присутствии аммиака или другого амина получаются побочные продукты, образующиеся из этого интермедиата. Катализаторами этой реакции служат элементная сера, пероксид водорода, гидроксид-ионы, пиридин; она применима также для синтезов циклических тиомочевин, например (465) из (464) [446] (уравнение 235). В интересной разновидности этого метода используют реакцию этиленДиамина, замещенного трибутилоловом, (466), с сероуглеродом, в результате которой образуется циклическое производное тиомочевины (467) [447] (уравнение 296). В реакции гидразина с сероуглеродом образуется тиокарбогидразид (462) [441].
2RNH2 + CS2
>
—H2S
RNH—CS—NHR
[RNH—CS—S" RNH3](463)
RNII-CS-NH2(234)
r2r'nii >
RNH-CS-NR'R2
(464) R = H, Me(465)(464) R = H, Me(465)MeMe(235)(235)NMeNMe(236)(236)RCON=C=SRCON=C=SR1NHNR2R3^ rccnh_cs_NRi_NR2R3R1NHNR2R3^ rccnh_cs_NRi_NR2R3H+, H2oH+, H2o
(464) R = H, Me(465)
(464) R = H, Me(465)
Me
Me
(235)
(235)
NMe
NMe
(236)
(236)
RCON=C=S
RCON=C=S
R1NHNR2R3^ rccnh_cs_NRi_NR2R3
R1NHNR2R3^ rccnh_cs_NRi_NR2R3
H+, H2o
H+, H2o
CH2—N—SnBu3 cs2
I
CH2—N—SnBu3
IMe
(466)(467)
Наиболее важный стандартный метод синтеза тиомочевин основан на реакции алкил- и арилизотиоцианатов с аммиаком или аминами (первичными или вторичными) [433, 434, 445]. Таким путем можно получать монозамещенные, 1,3-дизамещенные и 1,1,3-тризамещенные тиомочевины (уравнение 237). Этот метод нашел широкое применение. В качестве исходных соединений использовали алифатические, ароматические, ациклические и циклические амины, а также производные аминов — кетимины, енамины, гидроксиламины, иминоэфиры и амидины [1—3, 445]. В реакциях моно-, ди- и тризамещенных гидразинов, а также незамещенного гидразина с изотиоцианатами образуются тиосемикарбазиды (уравнение 238) [438, 439]. Труднодоступные другим способом 1,1-дизамещенные тиомочевины можно удобно получать реакцией соответствующего вторичного амина с ацилизотиоцианатом; образующаяся при этом обычно стабильная N-ацилирован- ная тиомочевина превращается затем в нужную тиомочевину кислотным гидролизом (уравнение 239) [448]. 1,1-Дизамещенные и 1,1,2-тризамещенные тиосемикарбазиды получаются в аналогичных реакциях ацилизотиоцианатов с соответствующими гидразинами (уравнение 240) [438].
RN=C=S + R‘R2NH —► RNH— CS-NR'R2(237)
R1, R2 = H, Aik, Ar и др.
RN=C=S + R'NH—NR2R3 —> RNH—CS—NR1—NR2R3(238)
R1, R2, R3 = H, Aik, Ar и др.
RCON=C=SRCONH—CS—NR'R2 2Lj—^Д. H2N—CS—NR‘R2 (239?
—> H2N—CS— NR1— NR2R3
Ri = H, Aik
гантном пути синтеза 1-замещенных и 1,4-дизамещенных
HCi,A_Co2 * RNH-NH-CS-NHR1HCi,A_Co2 * RNH-NH-CS-NHR1В ^аобазндов использована способность некоторых тносе- т11осемпк Р подвергаться реакциям элиминирования (урав- щп<арбаз [438]. Гетероциклические соединения, содержащие некие ) тН0М0Чевины или тпосемикарбазида, могут образовы- фРаГМе1 реакциях изотиоцианатов с аминами или гидразинами, ваТЬСЯдно или оба реагирующих соединения содержат активную есЛ1’пГОнальнУЮ группу [1—3]. Напомним, что в реакции пир- ФуН <: этоксикарбонилизотиоцпапатом образуется тиоамнд (430); Р0,1а зИ с этим интересно отметить, что в реакции калиевой со- в ^.mnoia с тем же изотиоцианатом получается производное ^мХвины (468) (уравнение 242) [406].
HCi,A
_Co2 * RNH-NH-CS-NHR1
HCi,A
_Co2 * RNH-NH-CS-NHR1
СО.Ви-г^. CO-Bu-wr
„.Csh.RN-NH-CS-NHR"
К*=Ви-гретК*=Ви-грет(241)(241)HCI. A;
К*=Ви-грет
К*=Ви-грет
(241)
(241)
—C02.
—2C4H8
RNH—NH—CS—NH2
1. EtOCO—NCS >2. H2O1. EtOCO—NCS >2. H2ON—CS—NH— CO2EtN—CS—NH— CO2Et(242)(242)(468)(468)
1. EtOCO—NCS >
2. H2O
1. EtOCO—NCS >
2. H2O
N—CS—NH— CO2Et
N—CS—NH— CO2Et
(242)
(242)
(468)
(468)
При взаимодействии тнофосгена с первичными и вторичными аминами получаются 1,3-дп- и 1,1,3,3-тетразамещенные тиомочевины соответственно [433, 434, 445]. Направление этих реакций зависит от соотношения реагентов. Изотиоцианаты и тиокарба- моилхлориды являются или интермедиатами, или продуктами этих превращений (уравнения 243, 244) [445]. Аналогично в реакции тиофосгена с гидразином (2 экв) образуется тиокарбогидразид (462) [441].
„rnh2
CSC!2+RNH2 _2НСТ* RNCS >- RNH— CS—NHR(243)
CSCl2 + RRiNH ——> RR'N—CSC1 RRRR'N—CS—NRR1 (244)
—HCI—HCI
Разнообразные соединения, содержащие тиокарбамоильпый Фрагмент, используют в синтезах тиомочевин [445] и особенно 8 сннтезах тиосемпкарбазидов [438]. Реакции тиокарбамоплхло- ридов и тетраалкилтиурамсульфидов с гидразинами используют ля получения 1,1,4,4-тетра- и 1,1,2,4,4-пеитазамещенных тиосеми- ^Р азидов (уравнения 245, 246). В реакциях алкплдитиокарба- обп°В И алкилдитиокаРбазатов с моиозамещеннымп гидразинами ^разуются соответственно тпосемикарбазиды и тиокарбогпдрази- У а заместитель в гидразиновом фрагменте которых находится пазота. связанного с тиокарбопильиой группой (уравне-
НИЯ 247, 248) [438, 444, 449].
RRlN_CS-Cl + R2NH-NR»R* ^ RR>N-CS-NR2-NR3r< (245) rr1N-CS-S-CS-NRR' + R2NH-NR3R* —> RR'N—CS—NR2—NR3R< (246)
RNH-CS-SR' + R2NH-NH2 ~^y> RNH-CS-NR2-NH, (247)
Me2N—NH—CS—SMe + MeNH—NH2 ———*— MeSH
—> Mc2N—NH—CS—NMe—NH2 (248)
При взаимодействии алкнлтритиокарбонатов с первичными аминами образуются тиомочевины (уравнение 168), а в реакции с гидразином при соответствующих условиях — тиокарбогидразиды [441]. Удовлетворительным путем синтеза 1,2-дифепилтиосе- микарбазида является обработка гидразобензолом и аммиаком 1,Ьтнокарбонплди(1,2,4-триазола) (469), полученного реакцией 1,2,4-трназола с тнофосгеном [438].
S PhS PhII IN—С—NNHPhII IN—С—NNHPhNH3NH3NHNH—> H2N—CS—NPh—NHPh—> H2N—CS—NPh—NHPh(249)(249)
S Ph
S Ph
II I
N—С—NNHPh
II I
N—С—NNHPh
NH3
NH3
NH
NH
—> H2N—CS—NPh—NHPh
—> H2N—CS—NPh—NHPh
(249)
(249)
Тиоцианат аммония перегруппировывается в тиомочевину при нагревании до 160 °C в течение нескольких часов [433, 434, 445]. Аналогично ведут себя моно- и дизамещенные тиоцианаты аммония, из которых образуются соответствующие замещенные тиомочевины. Обычно смесь первичного или вторичного амина и тиоцианата аммония нагревают в присутствии хлористого водорода (уравнение 250) [445]. Моно- и диалкилзамещенные гид- разинийтиоцианаты также могут перегруппировываться в тиосемикарбазиды, но выходы тиосемикарбазидов невысоки, часто получаются смеси изомерных тиосемикарбазидов [438].
НСЛ+д
RR'NH + NH4SCN —^ с Г RR‘NHz "SCN ^ RR’N—CS—NH2 (250)
(251)(251)(252)(253)(252)(253)RN=C=NH + H2S —> RNH—CS—NH2
(251)
(251)
(252)
(253)
(252)
(253)
R*=AIk, NHR2
RR'N—CN + H2S -> RR'N—CS—NH2
RNH—CX—NH—CN + H2S —► RNH—CX—NH—CS—NH2
(470) X = O, S
Хороший метод синтеза тиомочевин и тиосемикарбазидов основан на способности карбодиимидов, цианамидов и цианогидразинов присоединять сероводород (уравнения 251, 252) [434,438]. Этот метод особенно удобен для крупномасштабных синтезов. В реакциях N-цианомочевин и N-цианотиомочевин с сероводородом образуются тиобиуреты (470; X = О) и дитиобиуреты (470,
тветственно (уравнение 253) [450]. Незамещенный X^S) с0°/470- R = Н, X = S) наиболее удобно получать дей- дитиобиУРе^в^дор’ода на металлические производные дицианами-
11 22 9.3. Реакции тиомочевин и тиосемикарбазидов
очевины и тиосемикарбазнды в основном участвуют в
Т-ом обусловленных нуклеофильной активностью этих сое- реаКЦдг реакционным центром при этом является атом серы или дпиеи* тиомочевины очень легко реагируют с алкилгалоге- а3°Та и или алкилсульфатами с образованием S-алкилизотиуро- нидам с'оле„ (471) [1—3, 434]. В соответствующих условиях сНе3килпзотиуроииевый ион можно депротонировать, получая со- ветствующее свободное основание, изотиомочевину (472) (урав- °Т ie 254) [434]. В зависимости от природы заместителей у атома азота полученная изотиомочевина может существовать в двух таутомерных формах (472) и (473), для которых возможна цис- тпанс-изомерия [451]. S-Арилирование тиомочевин можно осуществить с помощью арплгалогенидов, обладающих активирующими заместителями в кольце, или арендиазониевых солей [452]. $-(Ацилметил) изотиурониевые соли (474) легко получаются в реакции тиомочевин с а-галогенкетонами [453, 454]. Такие сое- динепия обычно стабильны, за исключением М-нсзамещенных соединений (474; R = R1 = Н, R2=Ar), у которых проявляется сильная тенденция к спонтанной циклизации в тиазолы (475) [453, 454]. Подтверждением нуклеофильного характера атома серы тиомочевины служат также реакции тиомочевин с этиленоксидом, p-пропиолактоном, акриловой кислотой, и, как это ни странно, с этилхлорформиатом (уравнения 255—257) [434].
RHNrhn
C=S -■ > -НС-SR2 x-
^HNR*HN
RHN
Основание
- С SR-^
RN
W 2
> C-SR2
^HN
(473)
(254)
(471)
RHN
(474)
(472)
(475)
PhNH— CS—NHPh + H2C CHa
PHNX
S—CHaCHaOH (255) PhHN/
:О
H2N—с S-NH, + I I 0
HgN—CS—NH2 + CH2=CHCO2H
HN^
H2n/
C— S—CH2CH2CO2H
PhHNPhHN
PhNH-CS-NH, С^*> +№-8-00^1 СГзД* ^b-SEt CTPhHNPhHN
(476)(477)
(256)
(257)
При нагревании соли (476) легко отщепляется диоксид углерода и образуется S-этилтиуронийхлорид (477). При обработке тиосемикарбазидов [1—3] и тиокарбогидразидов [441] алкилга- логенидами также обычно образуются S-алкилпроизводные. Реакции алкилирования тиосемикарбазидов изучены главным образом на примере гетероциклических соединений, у которых остаток тиосемикарбазпда входит в состав гетероциклического кольца [1—3]. Так, было найдено, что реакции асмж-тетрагидротри- азин-2//-тионов-3 (478) с галогенпроизводными (479), у которых P-углеродный атом может находиться в состоянии sp3-, sp2- или $р-гибридизации, проходят всегда через образование S-алкилированных частиц (480). Однако выделяемые продукты представляют собой соединения типа (481) (при наличии 5р3-гибридизован- ного p-углеродного атома) или (482) или (483) (в случае с sp2- или sp-гибридизованным p-углеродным атомом) в зависимости от природы заместителей у p-углеродного атома [455].
Ацилирование тиомочевин ацилгалогенидами или ангидридами карбоновых кислот дает N- или S-ацилпроизводные, причем на направление реакции особенно влияет температура ее проведения [434]. S-Ацилтиомочевины, которые образуются при более низких температурах, при нагревании обычно перегруппировываются в изомерные М-ацилтиомочевины — обычные продукты ацилирования при более высоких температурах. Было показано, что о-ацилизотиуронийхлориды в растворе в зависимости от природы без
H2NH2N+ 1C-S-CO-R -^Л Cl+ 1C-S-CO-R -^Л ClH2NH2NОО
H2N
H2N
+ 1C-S-CO-R -^
Л Cl
+ 1C-S-CO-R -^
Л Cl
H2N
H2N
О
О
частично или даже почти полностью диссоциирова- растворитеЛ ые реагенты [456]. На основании этих данных ны на ИСили что описанная выше перегруппировка в действи- предполож ’исходит межмолекулярно по механизму диссоциа- тельности ^иИации (уравнение 259). Гетероциклические соеди- цяН" ^84) — (486) образуются в реакциях тиомочевины с окса- нецня (4 ' дИалкилмалонатами и диалкил-а-броммалонатами дилхлорид^^^ [4з4] Образование соединений (485) и (486) оз- соответст эфирь1 карбоновых кислот способны ацилировать тио- начает, что щ мочевину.
Ацетон,25 °CАцетон,25 °C, ^2^Толуол,
Ацетон,25 °C
Ацетон,25 °C
C=S + RCOC1^^H2N-CS-NH-COR (259)
h2n
(484)(485) R, R1 = Н, Aik(486)
Незамещенные тиомочевины могут реагировать с альдегидами и кетонами с образованием гидроксиалкилтиомочевин, которые при отщеплении воды могут превращаться в N-тиокарбамоилими- ны (487) (уравнение 260) [434, 445]. Однако более важны классические реакции тиосемикарбазидов с альдегидами и кетонами, в которых образуются хорошо кристаллизующиеся тиосемикарбазоны (488) [438, 439]; их можно восстановить в 1-замещенные тиосемикарбазиды (уравнение 261) [438]. Тиокарбогидразид (462) реагирует с альдегидами и кетонами аналогично тиосемикарбазиду, при этом в зависимости от соотношения реагентов образуется продукт присоединения одной или двух молекул карбонильного соединения [441].
ОН
RNH—CS—NH2 R R ^ RNH—CS—NH—CR’R2 -^*
—RNH—CS—N=CR'R2(260)
(487)
h2N-CS-NH-NH2 > HaN—CS—NH—N=CRR‘ ►
(488)
—> HaN—CS-NH—NH—CHRR1(261)
Для синтеза ряда гетероциклических соединений были использованы реакции, основанные на нуклеофильной реакционной способности тиомочевин [1—3, 434] (см. выше), тиосемикарбазидов [1—3, 442] и тиокарбогидразидов [1—3, 441]. Некоторые примеры обычно используемых синтезов иятичленных гетероциклов с участием тиосемикарбазидов приведены ниже (уравнения 262— 264). В нейтральных условиях 1-ацилтиосемикарбазиды (491) могут циклизоваться, образуя смесь соединений (492) и (493); в особых условиях можно получить либо (492), либо (493) [442, 457]. При нагревании 2-замещенных тиокарбогидразидов (490; R1 = NH2) с карбоновыми кислотами образуются соединения (493; R1 = NH2) [441]. 1-Замещенные тиосемикарбазиды, не имеющие заместителей в положении 4, ацилируются в это положение, образуя в условиях циклизации соединение (494) [442]. В реакциях 1,4-дизамещенных тиосемикарбазидов с соответствующими ацилирующими агентами непосредственно образуются ме- зоионные соединения (495) [442].
А
RN—NH2 ► RN—NHCOR2
CS—NHR1CS—NHR1
HO->—H2OHO->—H2O(263)(263)(490)(491)
HO->
—H2O
HO->
—H2O
(263)
(263)
HN—NHR3ICS—nh2HN—NHR3ICS—nh2A
HN—NHR3I
CS—nh2
HN—NHR3I
CS—nh2
HN—NHR3
HN—NHR3CS—NR1—COR2HN—NHR3CS—NR1—COR2(264)(264)CS—NH—COR2
HN—NHR3
CS—NR1—COR2
HN—NHR3
CS—NR1—COR2
(264)
(264)
HN—NHR3д
CS-NHR1
A=RZCOC!, (r2CO)2O, R2CO2H, R2CO2R, RzC(OR)3 (495)
Из соответствующим образом замещенных тиосемикарбазидов, не имеющих заместителей в положении 1, в реакциях с а-дикетонами, ацилоинами и а-оксоэфирами образуются шестичленные гетероциклические соединения (уравнения 265—267) [442]. Иза тин (496) в реакции с тиосемикарбазидом ведет себя как„а'^й кетон, образуя (497) (уравнение 268) [458]. При взаимодеист тиокарбогидразида (462) с а-галогенкетонами образуются тио р
циклизуются в гидраэшютиадназнны
R2R2HjX—X—RHjX—X—RHiN—'HiN—'R2CHOH н2х—с—sR2CHOH н2х—с—sRRR1R1ООR1R1NNCSNH,XCSNH,XR-HCR-HCCSХНаCSХНаНО"НО"piK ^NRpiK ^NRR2R2R*R*CO2R3CO2R3R‘HX—C=SR‘HX—C=SR3R3(265)(265)N SN SNNSS(266)(266)ООNH(496)NH(496)R2R2ОСR3OОСR3OОНОНCS I NHR1CS I NHR1H2XXHCSXH2О H2XXHCSXH2О ООR2R2(267)(267)ННNNN SR1N SR1XaOH>=xnhcsxh2 >XaOH>=xnhcsxh2 >NHNHN SHN SH(497)(497)(268)(268)
R2
R2
HjX—X—R
HjX—X—R
HiN—'
HiN—'
R2CHOH н2х—с—s
R2CHOH н2х—с—s
R
R
R1
R1
О
О
R1
R1
N
N
CS
NH,
X
CS
NH,
X
R-HC
R-HC
CS
ХНа
CS
ХНа
НО"
НО"
pi
K ^NR
pi
K ^NR
R2
R2
R*
R*
CO2R3
CO2R3
R‘HX—C=S
R‘HX—C=S
R3
R3
(265)
(265)
N S
N S
N
N
S
S
(266)
(266)
О
О
NH
(496)
NH
(496)
R2
R2
ОС
R3O
ОС
R3O
ОН
ОН
CS I NHR1
CS I NHR1
H2XXHCSXH2
О
H2XXHCSXH2
О
О
О
R2
R2
(267)
(267)
Н
Н
N
N
N S
R1
N S
R1
XaOH
>=xnhcsxh2 >
XaOH
>=xnhcsxh2 >
NH
NH
N SH
N SH
(497)
(497)
(268)
(268)
RC=O HaN-NHR NR\^X
i + V=S — Г Ij
XHH^ 7s^^^NHNHa
П2М—aHJ Iо
Cl NHNHa
(462)(498)
Реакции тиомочевин и аналогичных очем с элекТр0-
ными реагентами изучены значительно м ’ РП(к.пами мень- фильными, возможно потому, что реакции с i , . Ф • • МОгут ше применяются в синтезе. При алкого^зе ^ п амИ1ЮЛНзе образовываться О-алкилтиокарбаматы [4оУ|. Р 14^01 Од- Обычно получаются гуанидины (499) (уравнение 2/0) 146U]. М нако часто происходят аномальные реакции ( L(500)
тиомочевины с реактивами Гриньяра получены > Д
(уравнение 271). В последние годы значительный интерес проявляется к производным тиомочевины, у которых атомы азота примыкающие к тиокарбонильной группе, являются частью азотсодержащего гетероциклического кольца, как в (469), поскольку эти соединения являются удобными тиокарбамоилирующими агентами, что уже было показано на примере гидразинолиза соединения (469) и синтеза эфира (376). Другими примерами такого типа превращений являются этанолиз соединения (501) [4621 и гидразинолиз соединения (502) [463] (уравнения 272, 273).
/NHR1
RNH-CS — NHR1 + R2NH2 —> RNH—С;(270)
^NR2
PhNH—СPhNH—СRNH—CS—NHPh + MeMgl —>RNH—CS—NHPh + MeMgl —>(502)(502)(499)
PhNH—С
PhNH—С
RNH—CS—NHPh + MeMgl —>
RNH—CS—NHPh + MeMgl —>
(502)
(502)
(272)(272)(273)(273)завизави(271)
(272)
(272)
(273)
(273)
зави
зави
Поведение тиомочевин при действии на них окислителей
сит в первую очередь от природы окислителя, а также от природы тиомочевины и реальных условий реакции [1—3, 434]. Окисление соответствующим образом замещенных тиомочевины пероксикислотами приводит к S-оксидам тиомочевины [208], S-диоксидам тиомочевины (232) [229] или S-триоксидам тиомочевины (234) [231, 464] в зависимости от относительных количеств тиомочевины и пероксикислоты (см. разд. 11.22.4 и 11.22.5). При окислении иодом моно- и 1,3-дизамещенных тиомочевин образуются дисульфиды (503) [465]. При последовательной оора- ботке дитиобиуретов (504) иодом в пиридине^и гидроксид-ионом происходит окислительная циклизация с образованием (50 ) [466]. Диметилсульфоксид в присутствии электрофильных ката лизаторов превращает моно- и 1,3-дизамещенные тиомочевины: соответствующие мочевины [467]. Окислительная десульфур ция может происходить при обработке тиомочевин 0КСИ,ДидЬ1 свинца и ртути; продуктами этих реакций являются цианам или карбодиимиды в зависимости от характера замещения в мочевинах [437]. Эффективными десульфуризующими аген являются карбодиимиды (уравнение 274—276) [468]. Кар
ы содержащие сопряженные полярные двойные связи, можно иМлуЧать с высокими выходами из соответствующих тиомочевин /чпб) и (507), используя хлорциан в качестве десульфуризую- щего агента (уравнение 276) [469].
NHR
s-s—с
R'N^
r2N—С—NH—С—NHR1
IIII
SS
r2n^ .N,I)=N R*
s
(503)(504)(505)
rrW—CS—NHz + R2N=C=NR2 —> RR‘N—CN + R2NH—CS—NHR2 (274) rNH-CS-NHR‘+ R2N=C=NR2 —> RN=C=NR'+ R2NH—CS—NHR2 (275)
Y\CICN Y\
XC—NH—CS—NHR ——►V—N=C=NR(276)
x^Et3N
X = O, S; Y = NR*
X = NR1; Y = R2
ИЗОТИОЦИАНАТЫ
Свойства изотиоцианатов
Изотиоцианаты [433, 470] известны уже более 100 лет. Они имеют общую структуру (508) и являются тиоаналогами изоцианатов (509), изомерны тиоцианатам (510) и изоэлектронны тиокетенам (166). Изотиоцианаты можно рассматривать как эфиры изотиоциановой кислоты (508; R = Н) [471], являющейся очень сильной кислотой (по силе сравнима с соляной кислотой); в свободном виде при комнатной температуре она представляет собой бесцветное газообразное вещество, легко полимеризующееся. В растворах изотиоциановая кислота находится в таутомерном равновесии с тиоциановой кислотой (510; R = H). На основании изучения микроволновых спектров [472] газообразной изотиоциановой кислоты установлено, что она имеет структуру (511), из чего следует, что связь С—S в изотиоцианатной группе должна быть очень короткой и близкой к длине связи в тиокетеиной группе. Очевидно вклад резонансных структур типа (512) не может быть существенным. В ИК-спектрах изотиоцианатов имеется характеристичная, сильная, широкая и часто расщепленная полоса поглощения при 2100—2000 см-1, приписанная валентными колебаниям N=C—S (табл. 11.22.14) [473]. В УФ-спектрах алифатических изотиоцианатов имеется одна полоса поглощения в области 244—248 им (е « 103) [474]; ароматические изотиоцианаты поглощают при более высоких длинах волн (фенилизотиоЦианат обладает сильным поглощением при 280 нм, Ige = 4,05) 1475]. Сходные полосы поглощения обнаружены у ацилизотио-
22 Зак. 49?
Таблица 11.22.14. Некоторые физические и спектральные хаппк™ изотиоцианатов [470, 473, 476—-478[рактеРистики
Соединение
T. кип., °C (мм рт. CT.)
v аскм (N=C=S), CM-1
Соединение
T. кип., °C (мм рт. CT.)
<^MS), CM-1
1980-1953
1970-1930 1990-1960 2060—1940
MeNGSПв-^!9^2106MeCONCS132_133
EtNCS132 (760)2092PhCONCS11
мзо-PrNCS138(760)2093EtOCONCS44-46? m
r^-BuNCS30,5-32»20852.<ЛМезс,н,С5Ж» 5 ’ '
Аллил—NCS151 (760)2084EtSCSNCSssS
PhNCS222(760)2095Et,NCSNCS<°'0^°’1)
(т- пл.) a T. пл. 35-37 °C. 6 T. ПЛ. 10,5-11,5 °C.
(514) [300,
«“«а™? (5I3) 14761 4771 и тиоацилизотиоцианатов dd2, 4/Ь], но при еще более высоких длинах волн.«“«а™? (5I3) 14761 4771 и тиоацилизотиоцианатов dd2, 4/Ь], но при еще более высоких длинах волн.X = SX = ОX = SX = ОR-S—C==N(5Ю)R-S—C==N(5Ю)R—N=C—S’(512)R—N=C—S’(512)
«“«а™? (5I3) 14761 4771 и тиоацилизотиоцианатов dd2, 4/Ь], но при еще более высоких длинах волн.
«“«а™? (5I3) 14761 4771 и тиоацилизотиоцианатов dd2, 4/Ь], но при еще более высоких длинах волн.
X = S
X = О
X = S
X = О
R-S—C==N(5Ю)
R-S—C==N(5Ю)
R—N=C—S’
(512)
R—N=C—S’
(512)
^121,6пм^156,1пМд
101,3 пм>б
—130,25°
(511)
остые изотиоцианатыостые изотиоцианатыявляютсяявляютсястабильными, почти бесцветными жидкостями (см. табл. 11.22.14), обладающими характерным запахом [470]. Ацилизотиоцианаты (513) и сульфонилизотиоцианаты (515) — менее стабильные, бесцветные жидкости с резким и неприятным запахом [476, 477]. Тиоацилизотиоцианаты (514) представляют собой темно-красные, нестабильные маслянистые жидкости или кристаллические вещества (см. табл. 11.22.14) [330, 332, 478].
остые изотиоцианаты
остые изотиоцианаты
являются
являются
R—С(=Х)—N=C=SR—SO2—N=C=S
X — О(515)
X = S
Изотиоцианаты (508) обычно являются очень Реак^^у°чем собными соединениями, хотя, по-видимому, они менее аК исход- их кислородные аналоги (509). Они являются вая^ соеди- ными веществами для синтеза разнообразных °Рга^и изОтиоииа- иений, особенно в гетероциклическом ряду. Некот Р Изотп°' паты обладают физиологической активностью. ес вхОдЯТ как цианатов выделено из природных источников, Л[1ЧНых Ра' составные части в эфирные масла корней и сем р
,-ений. Аллилизотиоциапат, например, является основной составной частью горчичного масла, получаемого перегонкой с паром по- „ошкообразпых семян черной горчицы <Smapi nigra^ или корнеед одов редьки (Cochlcaria armoraceay этот же изотиоцианат пыделсп при расщеплении Р-тиоглюкозида — синигрина (516) 1479]. Изотиоцианаты часто даже называют горчичными маслами. ызОтиоциаиаты, встречающиеся в природе, и глюкозиды, в состав которых они входят, описаны в обзоре [480].
N-OSO3 К+
(516)
11.22.10.2. Методы получения изотиоцианатов
В одном из самых ранних методов синтеза изотиоцианатов использована способность изомерных тиоцианатов термически перегруппировываться в изотиоцианаты. Обычно этот синтез проводят нагреванием алкилгалогсиида с солью тиоцианата, при этом сразу получается изотиоцианат (уравнение 277) [433,470]. Наиболее часто используют тиоцианаты аммония, свинца и щелочных металлов. Этот метод используют также для синтеза алк- оксикарбоннлизотноциапатов [477], и, по-видимому, до сих пор он является единственным общим методом получения ацилизотиоцианатов (уравнение 278) [476].
л RX + "SCN > [R— SCN] ► R—NCS(277)
—X" д
Y—СО—Cl + "SCN ► Y—СО—NCS (Y = RO, R) (278)
Тиоацилнзотиоцианаты (514; R = Ar, RS, ArS, R2N) получены аналогично реакцией соответствующего тиоацилгалогеннда с тиоцианатом натрия п последующей термической перегруппировкой образующегося тиоцианата (517) [300, 332, 4 78, 481]. В реакции фтортиокарбонплхлорида с тиоцианатом серебра при 25 С образуется фтортпокарбопплизотиоцианат (518) [482]. Описано, что у-хлорметаллплтиоциапат (520), полученный обработкой соответствующего дихлорида (519) тиоцианатом калия, термически перегруппировывается в (521), который затем реакцией с тиоцианатом аммония можно превратить в диизотиоциаиат (52 ) (Уравнение 279)[4 83]. Тримстилсплилизотиоцианат (508; R =
^McaSi), легко получающийся из триметплхлоренлана и тиоцианата щелочного металла, может вступать в реакцию замещения
ПО атому азота при обработке алкил- или арилхлорформиатам эти превращения являются удобным методом получения а™Д И’ или арилоксикарбонилизотиоцианатов [427].алкокси-
СН2Х
R-CS-SCNF—CS—NCSХ-СН=С-Ме
R» Ar, RS, R2N(518)(519) х = Cl
(522) X = NCS
CH2SCNГ С1 СН2 1
' IAI II|Н2С1
Cl—СН=С—Me > L SCN—CH—С—Me J —> SCN-CH=C-Me (279)
(521)?
В нескольких методах синтеза изотиоцианатов в качестве исходных соединений используют амины или их производные. В реакциях первичных аминов с эквимольным количеством тиофосгена получаются изотиоцианаты; с избытком тиофосгена вместо изотиоцианатов образуются тиомочевины (см. разд. 11.22.9) [433, 470]. Аналогичный путь получения изотиоцианатов основан на реакции бис (триметилсилил) алкиламинов (523) с тиофосгеном (уравнение 280) [484]. Первичные ароматические амины могут реагировать с N-диэтилтиокарбамоилхлоридом в соответствующих условиях с образованием изотиоцианатов (уравнение 281) [485]. N-Монозамещенные дитиокарбамат-анионы (524), легко • генерируемые реакцией первичных аминов с сероуглеродом в присутствии оснований, могут разлагаться на изотиоцианаты при взаимодействии с различными реагентами (уравнение 282) [470, 486]. Превращение N-бензилдитиокарбамата бензиламмония в бензилизотиоцианат легко происходит под действием пирокатехинтрихлорфосфорана [487]. Изотиоцианаты образуются в реакции алкил- или арилдитиокарбаматов триэтиламмония с М,М'-дизамещенными фенилпропиоламидинами [488].
RN(SiMe3)2 + CSC12(523)RN(SiMe3)2 + CSC12(523)RNCS + 2Me3SiClRNCS + 2Me3SiCl(280)(280)RNH2 + Cl—CS— NEt2 -Pb(NO3)2RNH2 + Cl—CS— NEt2 -Pb(NO3)2RNCS + Et2NH2 Cl"RNCS + Et2NH2 Cl"(281)(281)RNH—CSS'(524)RNH—CSS'(524)-Pbs. —hno3, —no;coci2-Pbs. —hno3, —no;coci2—СГ. —HCI. —cos—СГ. —HCI. —cosRNCSRNCS(282)(282)
RN(SiMe3)2 + CSC12
(523)
RN(SiMe3)2 + CSC12
(523)
RNCS + 2Me3SiCl
RNCS + 2Me3SiCl
(280)
(280)
RNH2 + Cl—CS— NEt2 -
Pb(NO3)2
RNH2 + Cl—CS— NEt2 -
Pb(NO3)2
RNCS + Et2NH2 Cl"
RNCS + Et2NH2 Cl"
(281)
(281)
RNH—CSS'
(524)
RNH—CSS'
(524)
-Pbs. —hno3, —no;
coci2
-Pbs. —hno3, —no;
coci2
—СГ. —HCI. —cos
—СГ. —HCI. —cos
RNCS
RNCS
(282)
(282)
образо- c серо*образо- c серо*
образо- c серо*
образо- c серо*
IClCO2Et
—cr, —EtOH. —COS
Алифатические и ароматические изотиоцианаты МОГУ^вываться в реакции соответствующих первичных аминб?б
углеродом в Присутствии ДИЦПКТогрг
Нестабильные сульфон ил изотиоцианат,14801
реакцией дикалиевых солей сулыЬпи (*15) удобно потаят КИСЛОТ (525) с фосгеном (476, 490) Ф(°" ^'"°"™ пентахлоридом фосфора, тиопплхаот,»™ , ° э™«Ч>форм|>атом [476]) при низких температурахЛи сУаьФУР1Пхчпт, ’
(526)(526)ipyr го типа нестабильных ^” ^~= 283).^Х~ „ы (527), получены последовательной °,'^^"''тампатоим." тиофосгеном и гидроксидом натрия ,„' о6Ра6откой солея rso1-N-c(SK)1 + coc,, 22 Т 284' '«I .
(526)
(526)
(283)(283)(525)RS°=-NCS+COS+2KC
(283)
(283)
(515)
(284)(284)RR‘C=N—NH—CS7 Et,NH ~CSCb’ 0 °c 2. NaOHRR‘C=X—\TCS
(284)
(284)
(526)
(527)
М,М'-Дизамещенные тиомочевины разлагаются на изотиоцианаты при обработке сильными концентрированными кислотами при повышенных температурах [470]. Разложение может происходить также под действием пентаоксида фосфора, а некоторые моноарилтиомочевины могут превращаться в изотиоцианаты при нагревании даже в отсутствие какого-либо реагента [470]. В элегантном методе синтеза изотиоцианатов в качестве исходного вещества используется N,N,-тиoкapбoнилдиимидaзoл (502) [345, 492]. При аминолизе с помощью соответствующего первичного амина соединение (502) легко превращается в тиомочевину (528), которая в относительно мягких условиях может термически разлагаться на имидазол и изотиоцианат (уравнение 285) [492]. N-Изотиоцианатоамины (530) генерированы аналогичным путем вакуумным термолизом 1- (N,N-диaлкнлтиoкapбaзoил) имидазола (529) [449, 493]. За исключением N-нзотиоцпанатодиизопроппл- амина (530: R = пзо-Рг) образующиеся продукты обычно довольно нестабильны вследствие спонтанной димеризации [449, 493].
(502)(528)(502)(528)(529)(53°)(529)(53°)
(502)(528)
(502)(528)
(529)(53°)
(529)(53°)
. тчимодействии изоцианатов
Изотиоцианаты образуются при - ‘ ^ ^о^дпэтплводород- с пентасульфндом фосфора [433, 4 ] • ’ с пеитасульфпяом Дитиофосфатом [494] и при реакции
фосфора или алкилизотиоцианатом [495], а так» гревании N-арил- и трет-алкилметаниминов’ (5311 с 6 При на- серой под давлением [470]. Изотиоцианаты образуют Элементной соединении тиоциановой кислоты к олефинам (нап^ Я При пРи- тами) [496] и в реакции анионов (532), получений0 ТИ0ЦИана- ных амидов, с сероуглеродом [497].5 из
вторич-вторич-S, 120—130 °CRN=CH2 ► RNCS
вторич-
вторич-
(531)
(287)(288)(289)(287)(288)(289)RCO—NHR1 > RCO—NR1 -^-S RCO—SH+R'NCSRCO—NHR1 > RCO—NR1 -^-S RCO—SH+R'NCS(532)(532)PO(OPh)2PO(OPh)2(536)(536)(537)(537)Тиокарбонилизоцианаты (533), образующиеся из 2-замещен- ных тиазолидиндионов (534), термически могут перегруппировываться в соответствующие карбонилизотиоцианаты (513) [498]. При обработке трифенилфосфином 5-арил-1,2,4-дитиазолтионы^ (535) теряют серу с образованием тиоароилизотиоцианатов (>
(287)
(288)
(289)
(287)
(288)
(289)
RCO—NHR1 > RCO—NR1 -^-S RCO—SH+R'NCS
RCO—NHR1 > RCO—NR1 -^-S RCO—SH+R'NCS
(532)
(532)
PO(OPh)2
PO(OPh)2
(536)
(536)
(537)
(537)
R = Ar) [300]. аф-Ненасыщенные изотиоцианаты J537) образуются при нагревании гетероциклических соединений (536) с тр бутоксидом калия [499].
11.22.10.3. Реакции изотиоцианатов
Основные закономерности реакционной способности изо цианатов выяснены довольно хорошо [470]; недавно проведен исследования хотя и расширили область реакций изотиоциан ’_ однако лишь незначительно изменили установленные ранее иомерности.мИ
Сходство изотиоцианатов с изоэлектронными тИ°кетеЯыМи особенно ярко проявляется в их реакциях с нуклеофил реагентами (ср. схемы 76 и 290). Так, при взаимодействии тиоцианатов со спиртами и фенолами образуются N-моноза
баматы, в реакциях с тиолами и тиофенолами — дитио- нУе тиокар ^ реакциях с аммиаком, аминами, гидроксиламина- к-арбаматЫ> аналогичными производными аминов — м»^^^^ <СМ-раЗД- IL22'9) 14701 •
RNH-CS-XR1 (X=O, S)
RNCS
R1R2NH
R1COX1I №0, S
RNH—С S—NR1 R2
[RNH—CS—X—COR1] ""^ * RNH—COR*
(290)
n реакциях изотиоцианатов с карбоновыми и тиокарбоновыми
° ами образуются амиды карбоновых кислот с одновремен- кИСЛ°выделенпем сульфидокспда углерода или сероуглерода (схе- нЫМ2до) [470]. При взаимодействии изотиоцианатов с карбанио- ма полученными из соединений с активными метильными или Стеновыми группами [373, 374, 399—403, 501], или с реакти- ами Гриньяра [373, 397, 398] образуются тиоамиды (см. урав- вения 196—199). Общий, по-видимому, метод синтеза меркаптотетразолов (538) основан на реакции изотиоцианатов с азидом натрия ‘ (уравнение 291) [470]. В реакции диметоксикарбена с арилизотноцнанатами образуется 5,5-диметоксидитиогидантоин (539) (уравнение 292) [502].
5,5-диметоксидитиогидантоин
NaN3
RNCS
H+
HS, \=N
RN\ N
(538)
(291)
. (МеО)2С$+
ArNCS > [(МеО)2С—CS—NAr]
~ NAr МеО\ v х ArNCS\
► МеО^! 2=8
NAr (539)
(292)
Гетероциклические соединения
часто образуются в реакциях
изотиоцианатов с нуклеофильными реагентами самопроизвольно или при внешних воздействиях, если одно или оба реагирующих соединения имеют дополнительно химически активную функциональную группу. Так, в реакциях арилизотиоцианатов с а-мер- апто- или а-аминокислотами самопроизвольно образуются гетероциклические соединения (540) или (541) соответственно (урав- ение 293)[470]. 1-Алкил-3-феиил-А3-1,2,4-триазолинтионы-5
мои ПОлУчаются при взаимодействии бензоилнзотиоцианата с оалкилзамещенными гидразинами (уравнение 294) [503].
в реакциях алкоксикарбонилизотиоцианатов с а-аминопи
в зависимости от природы нитрила и условий реакции пИТрШ1ами ся ациклические аддукты (543) или изомерные 2-(алко °ЛуЧаЮт' ниламино)-5-аминотиазолы (544) (уравнение 295) [477] ИКарб°"
ArNCSArNCSнхсн3со2н► [ArNH— CS—X—CHaCOgH]нхсн3со2н► [ArNH— CS—X—CHaCOgH](540)(541)(540)(541)XX = SX = NHXX = SX = NHSS(293)(293)
ArNCS
ArNCS
нхсн3со2н
► [ArNH— CS—X—CHaCOgH]
нхсн3со2н
► [ArNH— CS—X—CHaCOgH]
(540)
(541)
(540)
(541)
X
X = S
X = NH
X
X = S
X = NH
S
S
(293)
(293)
PhPhNH (542)NH (542)(294)(294)RCHCNRCHCNR1OCONCS> RCHCNR1OCONCS> RCHCNNH3NH3NHCSNHCO2R*(543)NHCSNHCO2R*(543)NHCO2R‘NHCO2R‘N(544)N(544)H2N SH2N S(295)(295)
Ph
Ph
NH (542)
NH (542)
(294)
(294)
RCHCN
RCHCN
R1OCONCS
> RCHCN
R1OCONCS
> RCHCN
NH3
NH3
NHCSNHCO2R*
(543)
NHCSNHCO2R*
(543)
NHCO2R‘
NHCO2R‘
N
(544)
N
(544)
H2N S
H2N S
(295)
(295)
s Nrnhnh2Ph—СО—NCS >
Один из основных методов синтеза cz^-триазинтионов основан на реакциях ацил- и имидоилизотиоцианатов с различными амидинами [504]. При обработке сильным основанием изотиоцианаты, имеющие достаточно кислый а-водородный атом, реагируют с альдегидами и кетонами с образованием после подкисления 1,3-оксазолинтионов-2 (547) (уравнение 296) [505]. Предпола-
нов (546). Если эти анионы хлоридом дифенилфосфата, соединения (536) [499].нов (546). Если эти анионы хлоридом дифенилфосфата, соединения (536) [499].R\ _R2R3COХС—NCS4R\ _R2R3COХС—NCS4'О NCSR2_d:—R'О NCSR2_d:—RR3 R1(545)R3 R1(545)гают, что реакция проходит с образованием ациклического аддукта (545), который в свою очередь циклизуется путем внутримолекулярной нуклеофильной атаки изотиоцианатной группы атомом кислорода алкоксигруппы с образованием новых анио- обрабатывать не кислотой, а моно- то образуются приведенные ранее
нов (546). Если эти анионы хлоридом дифенилфосфата, соединения (536) [499].
нов (546). Если эти анионы хлоридом дифенилфосфата, соединения (536) [499].
R\ _R2R3CO
ХС—NCS4
R\ _R2R3CO
ХС—NCS4
'О NCS
R2_d:—R
'О NCS
R2_d:—R
R3 R1(545)
R3 R1(545)
КОВи-тргт
RR‘CH-NCS——:
или Nan
SSR2RR3R1R2RR3R1IIOAcIIOAc
S
S
R2R
R3R1
R2R
R3R1
IIOAc
IIOAc
XNHrM, //RR3^ ^R1(547)
реакции фенилизотиоцианата с циклически- о вреМЯ образуются только гетероциклические соеди- 6 тро“аМИ ^РН) которые можно выделить, в реакциях дру- м” Н11 (549; R5 g качестве побочных продуктов, а в некото- неЯ1^зотиош,анаТОкак основные продукты образуются тиолактамы г«х ^учаях лаже оЯТНО, тиолактамы получаются путем само- Рь,х '(433) la№1 9ЛИми1шрования молекулы изоцианата из ^звольното Пазующегося интермедиата (550). В недавно
Z методе синтеза N-замещенных 3-фор мил-1//- писанном,552) используется реакция аниона глутаконо-
!ириДинТй0Н°В"па (551) с алкил- или арилизотиоцианатами (урав- вого ДиаЛьДегГ-п71 N-Незамещепные 3-формил-1Я-пиридинтионы-2 нение 297Ц? пОтучают из N-трет-бутилзамещенных соединений (552; R==nLun\ пои нагревании которых с концентрированной (552; R трео 0£ ’Чегко отщепляется изобутен [508]. Обработка соляной кисл ю анатоКоричного альдегида (553) приводит 0СН7Нмилхинолин-1Я-тиону-2 (554) (уравнение 298) [509].
,з
R2 R:
N
0“
(548)
R
R
R
,3
R4
R
RR
R2
(549)
R3
з
R4NR5
R2 R3
R1-^Z-R3КУ Xr‘
Rz N s
s
NR3 (550)
О
RNCS
H
О
-IIO"
(551)
CHO
NCS
(553)
CHO
(297)
N
R
основание
->
CHO
N 5
H (554)
(552)
(298)
Интересные реакции происходят при взаимодействии изотио
»атоь с Различными олефинами, активированными заместит -
н С емминами типа (555) алкил- и арилизотиоцианаты $ ^°бразУют простые аддукты (556) (уравнение 299)^ Же вАналогичные аддукты могут образовываться> Д
Реакциях ацил- и сульфонилизотиоцианатов, но в послед
случае могут легко протекать последующие реакпи зации (самопроизвольно или при внешнем воздействий видящие к образованию гетероциклических продуктов & ПрИв°‘ Направление реакции существенно зависит от приоолт. Ь’ 4771- щих веществ, а также и от условий реакции Напоив реагиРУЮ- циях бензоилизотиоцианата с Ьморфолиноциклогексеп™ В ?еак’ ниламиноциклогексеном образуются соответствий и ^Фе- (557) и (558) (уравнения 300, 301) [476]. аТк™^ ты (559) получаются в реакциях арил- и арилсул> d^™ Р дук' Цианатов с О.М-ацеталями диметилкетена (уравне“иеЙЗ°Ж [512]. Полагают, что эти реакции проходят через д„п„„ 2) интермедиаты и включают стадию миграции карбокатиона №е
R\ /R1 /C=C^+ RNCS
R3R4N/ \h
[512].
R\
c=C
RWf/
R1
(299)
CS-NHR
(556)
(555)
NMe2мо2с=с -g^
OR
-)C—CMe2—c( +
i X
R^W
—> ^—CMe2-CO-NMe2
„/(30=)
(559) RWr.ArSOo
ацил- и тиоацилизотиоцианатов с кетенами [332]>
[332], N.N-дизамещенными гидразонами [„и.
изоцианидами [478] также используют для синтеза гетеро веских соединений (уравнения 303—305),
Реакции альдиминами
PhjC=C=O
PhCH=XRl
RS—CS—XCS
(303)
r]c=N—NRPh
Ar—CO—XCS >
(304)
C=S
X-^ XN—NRPh д II I . ArCx /CRi
О
(305)
Изотиоцианаты могут реагировать в качестве тиокарбамоили- руюших агентов с ароматическими углеводородами в условиях реакции Фриделя — Крафтса с образованием вторичных ароматических тиоамидов [470]. В случае соответствующим образом замешенных ароилизотиоцианатов возможно внутримолекулярное тио- карбамоилирование, например, для соединения (560) (уравнение 306) [476, 513]. Тиокарбамоилирование пиррола и замещенных пирролов изотиоцианатами [406, 407] описано ранее (см. разд. 11.22.8).
(560)(560)Zn, НОHgO*" RNHz + (CH2S)rtRNCO RNCS - L1A,h4(307)> RNHMeZn, НОHgO*" RNHz + (CH2S)rtRNCO RNCS - L1A,h4(307)> RNHMe
(560)
(560)
Zn, НО
HgO*" RNHz + (CH2S)rt
RNCO RNCS - L1A,h4(307)
> RNHMe
Zn, НО
HgO*" RNHz + (CH2S)rt
RNCO RNCS - L1A,h4(307)
> RNHMe
Мал ^пии окисления и восстановления изотиоцианатов изучены соляной ^14]. При восстановлении изотиоцианатов цинком и (УРав КИСЛ°Т0Й получаются соответствующие первичные амины замешеНИе"^^^’ а при восстановлении алюмогидридом лития — зонный метиламин [514]. При действии борогидрида натрия
действием оксида ртути(Н) [470].действием оксида ртути(Н) [470].образуются вторичные тио'формамиды (см. разд. 11 22 81 Изотиоцианаты можно превратить в соответствующие изоциана
действием оксида ртути(Н) [470].
действием оксида ртути(Н) [470].
ТИОНКАРБАМИНОВЫЕ И ДИТИОКАРБАМИНОВЫрКИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
Свойства тион- и дитиокарбаминовыхкислот
Тионкарбаминовые кислоты (561; R2 = Н) нестабильны и поз тому неизвестны в свободном виде, как и таутомерные им тиолкарбаминовые кислоты и карбаминовые кислоты, не содержащие серу. Однако хорошо известны их стабильные эфиры (561- R25^H), обычно называемые тионуретанами, и соли [содержащие анион (562)] (табл. 11.22.15) [1 3, 515, 516]. Относительно нестабильны также и дитиокарбаминовые кислоты (563; R2=H),ho отдельные представители их выделены и охарактеризованы. Незамещенная дитиокарбаминовая кислота (563; R = R1 = R2== Н) выделена в виде бесцветных иголок; ее кислотность (р/Са = 2,95 при 20 °C) несколько ниже, чем у обычных дитиокарбоновых кислот (см. табл. 11.22.6) [517]. Дитиокарбаминовые кислоты удобно хранить в виде их стабильных солей, содержащих анион (564); из этих солей их можно генерировать подкислением в мягких условиях [517, 518]. Эфиры дитиокарбаминовых кислот (563; R2y=H), называемые также дитиоуретанами, являются хорошо известными стабильными соединениями [1—3, 515, 516]. Другие важные производные дитиокарбаминовых кислот — тиокарбамоил- галогениды (565). N,N-Дизaмeщeнныe тиокарбамоилгалогениды являются довольно стабильными, очень реакционноспособными соединениями и находят широкое применение в синтезе. Производными дитиокарбаминовых кислот являются также тиурамсуль
Таблица 11.22.15. Тиокарбамоильные соединения \515, 516^
Соединение
T. ПЛ, °C
Соединение
T. пл., °c
В
H2N—CS—ОМе
42—43
MeNH—CS—SMe
84
Н2М—CS—OEt
38-40
PhNH—CS—SCH2Ph
47
H2N—CS—OPh
132
Me2N— CS— SMe
43,5 r
EtNH— CS—OEt
46 a
Me2N—CS—Cl
50
PhNH—CS— OEt
69
EtzN—CS—Cl
34.
PhNH—CS—OPh
143
(Et2N—CS)2S
153
h2n—CSSH
36 6
(HZN—CS—S—)2
74
H2N—CS—SMe
42
(EtNH— CS — S—)2
79
HkN—CS—SEt
41
(Et2N— CS—S— )2
. г т к»11-
__ /*□ кип* 2v>6 °C (760 мм рт. 65-68 °Q (0,2 мм рт. ст.).
ст.). ^ Cm. cc.
1517]. B T. кип. 156 °C (20 мм рт.
CT*)*
»„ды ^^Т^-^''^ ,5ISL Тетраэтилтиурам. Сульфид (567’ R R (антабус) применяют при лечении "2ческого алкоголизма. Офиры некоторых тион- „ дитиомпб Йовых кислот являются физиологически активными соедти-рцЦИДне»„ды ^^Т^-^''^ ,5ISL Тетраэтилтиурам. Сульфид (567’ R R (антабус) применяют при лечении "2ческого алкоголизма. Офиры некоторых тион- „ дитиомпб Йовых кислот являются физиологически активными соедти-рцЦИДнеj^R'N—CS—XR2(561) X = О(563) X = Sj^R'N—CS—XR2(561) X = О(563) X = SRR'N—CX—S'RR'N—CX—S'(562)(562)X — ОX — ОRR'N—CS—X(565) X = CI, BrRR'N—CS—X(565) X = CI, BrRRiN—CS-S—CS—NRR1(566)RRiN—CS-S—CS—NRR1(566)(564) X = S1RR'N—CS—S—S—CS—NRRi(567)(564) X = S1RR'N—CS—S—S—CS—NRRi(567)
»„ды ^^Т^-^''^ ,5ISL Тетраэтилтиурам. Сульфид (567’ R R (антабус) применяют при лечении "2ческого алкоголизма. Офиры некоторых тион- „ дитиомпб Йовых кислот являются физиологически активными соедти-
рцЦИДне
»„ды ^^Т^-^''^ ,5ISL Тетраэтилтиурам. Сульфид (567’ R R (антабус) применяют при лечении "2ческого алкоголизма. Офиры некоторых тион- „ дитиомпб Йовых кислот являются физиологически активными соедти-
рцЦИДне
j^R'N—CS—XR2(561) X = О(563) X = S
j^R'N—CS—XR2(561) X = О(563) X = S
RR'N—CX—S'
RR'N—CX—S'
(562)
(562)
X — О
X — О
RR'N—CS—X
(565) X = CI, Br
RR'N—CS—X
(565) X = CI, Br
RRiN—CS-S—CS—NRR1(566)
RRiN—CS-S—CS—NRR1(566)
(564) X = S
1RR'N—CS—S—S—CS—NRRi
(567)
(564) X = S
1RR'N—CS—S—S—CS—NRRi
(567)
На основании изучения спектров ЯМР >Н было показано (519], чт0 N-монозамещенные эфиры тионкарбаминовых кислот существуют в двух изомерных формах (568) и (569), что очевидно, обусловлено затрудненным вращением вокруг связи N^C(S). В терминах теории валентной связи это может быть отражено предположением о существенном вкладе полярных резонансных структур типа (570). Наличие затрудненного вращения установлено также для дитиокарбаматов, тиокарбамоилхло- ридов," тиурамсульфидов, тиурамдисульфидов и производных дитиокарбазовои кислоты (571) [520]. Свободные энергии активации вращения вокруг связи N—C(S) в перечисленных выше соединениях обычно составляют 58—75 кДж/моль [520].
Rc /OR' К /OR- R. fR
;n=c—or2^n-x-cs-sr5
^S R/R'/R'/
(568)(569)(570)(571)
Как и в случае других тиокарбонильных соединений, у которых атом углерода тиокарбонильной группы непосредственно связан не с атомом углерода, а с другим атомом, в ИК-спектрах тиокарбамоильных соединений нет полос поглощения, характери- 3Уюшпх изолированные валентные колебания C=S, а имеется по крайней мере две полосы смешанного типа, в появление каждой из которых существенный вклад вносит валентное колебание связи C=S [1—3, 25].
Методы получения тион-и дитиокарбаминовых кислот
Аммиак, первичные и вторичные амины реагируют с серо- в присутствии основания с образованием солеи днтно- Роаминовых кислот (572) [515, 516]. Реагирующий амии мо- 4ain СЭМ выступать в качестве основания, в этом случае полуоси дитиокарбаматы аммония (573) (уравнение 308). Дитио
—► RR'N—CSSH(308)(575)—► RR'N—CSSH(308)(575)карбазаты (574) получают аналогичной реакцией гидпаои сероуглеродом (уравнение 309) [521]. Свободные дитиокапл с новые (575) и дитиокарбазовые (576) кислоты, если они Р°аМй’ точно стабильны, можно получить осторожной обработкой Д°СТа‘ лей хлористым водородом в мягких условиях, иначе ппоиИХ С0‘ разложение на сероуглерод и амин или гидразин. В то воем °ДИТ недиссоциированные дитиокарбаминовые кислоты существ^КЗК виде структуры (575), дитиокарбазовые кислоты (576) поУ Т В мому, существуют главным образом, если не исключите в виде цвиттерионных молекул (577) [521]. Соли дитиокарбами™ вых кислот легко превращаются в эфиры этих кислот (563) обработке алкилгалогенидами (уравнение 310) [515, 516] ВиниРИ дитиокарбаматы получают реакцией аминов с сероуглеродом в ппи сутствии ацетилена [522].‘
—► RR'N—CSSH
(308)
(575)
—► RR'N—CSSH
(308)
(575)
(572)(572)RR*NH + CS2 + KOH —> RR'N—CSS" К*
(572)
(572)
2RR*NH + CS2 —> RR'N—CSS" H2NRRJ
(573)
основаниен+
RR'N—NHR2 + CS2 > RR'N—NR2—CSS" >
(574)
—> RR'N—NR2—CSSH ^ RR'NH—NR2—CSS"(309)
(576)(577)
R2XRR'N—CSS" ► RR'N—CS—SR2(310)
(563)
акри- (578)акри- (578)RR'N—CS-S—CH2CH2CN (578)
акри- (578)
акри- (578)
ККДитиокарбаминовые кислоты могут присоединяться лоыитрилу с образованием 2-цианоэтилдитиокарбаматов [515]. Третичные амины могут также реагировать с с^РД'Г1Дз| дом, в этом случае сразу образуются дитиокарбаматы [52 , Г Изучение механизма реакции, проведенное для третичных лги оксибензиламинов, показало, что превращение проходит первоначальное присоединение сероуглерода к атому азота, не которого происходит расщепление и рекомбинация (УР'т
К
К
ние 311) [523]. Было установлено, что рекомбинация пропсу межмолекулярно [523]. Аналогичная реакция внедрени Р ^ ходит также и при использовании оснований Манниха (-
этом образуются дитиокарбаматы (580), но в этом слу1Дно
полагают, что перегруппировка протекает внутримол У ,,я [524]. В реакциях сероуглерода с азиридинами (581) оора^-
„дескяе дитиокарбаматы (582) 1525], с изотпомочевшшми “1,к имер (583).—дптпокарбаматы [515], а с сульфонамидами напр^Рфнры тппа (584) [о26] (уравнения 312—314).(585)*csi г/—\+/^N-CH.—<_/ 0Н " К /*?-СН>—\ /~ОН]vVL cs;Jncssch2—Л~^„дескяе дитиокарбаматы (582) 1525], с изотпомочевшшми “1,к имер (583).—дптпокарбаматы [515], а с сульфонамидами напр^Рфнры тппа (584) [о26] (уравнения 312—314).(585)*csi г/—\+/^N-CH.—<_/ 0Н " К /*?-СН>—\ /~ОН]vVL cs;Jncssch2—Л~^СН2‘СН2‘RR)N-CHR8-CHR3R<(579)RR)N-CHR8-CHR3R<(579)-он(311)-он(311)RR’N—CS—S—CHR2—CHR3R4(580)RR’N—CS—S—CHR2—CHR3R4(580)(581)(582)(581)(582)SMeI cs2Me2N—C=NPh > Me2N—CS —SMe + PhNCS(583)SMeI cs2Me2N—C=NPh > Me2N—CS —SMe + PhNCS(583)(312)(312)4 9 CSa RS-NR^" — (585)4 9 CSa RS-NR^" — (585)(313)(314)(313)(314)
„дескяе дитиокарбаматы (582) 1525], с изотпомочевшшми “1,к имер (583).—дптпокарбаматы [515], а с сульфонамидами напр^Рфнры тппа (584) [о26] (уравнения 312—314).
(585)*csi г/—\+
/^N-CH.—<_/ 0Н " К /*?-СН>—\ /~ОН]vVL cs;J
ncssch2—Л~^
„дескяе дитиокарбаматы (582) 1525], с изотпомочевшшми “1,к имер (583).—дптпокарбаматы [515], а с сульфонамидами напр^Рфнры тппа (584) [о26] (уравнения 312—314).
(585)*csi г/—\+
/^N-CH.—<_/ 0Н " К /*?-СН>—\ /~ОН]vVL cs;J
ncssch2—Л~^
СН2‘
СН2‘
RR)N-CHR8-CHR3R<
(579)
RR)N-CHR8-CHR3R<
(579)
-он
(311)
-он
(311)
RR’N—CS—S—CHR2—CHR3R4
(580)
RR’N—CS—S—CHR2—CHR3R4
(580)
(581)(582)
(581)(582)
SMe
I cs2
Me2N—C=NPh > Me2N—CS —SMe + PhNCS
(583)
SMe
I cs2
Me2N—C=NPh > Me2N—CS —SMe + PhNCS
(583)
(312)
(312)
4 9 CSa RS-NR^" — (585)
4 9 CSa RS-NR^" — (585)
(313)
(314)
(313)
(314)
Хорошо известными важными методами синтеза тио- и дитиокарбаматов являются реакции аммиака, аминов или гидразинов с эфирами дитио- и тритиоугольных кислот [515, 516] (см. разд. 11.22.7; уравнения 166—170); можно использовать также тион- и дитиохлорформиаты (359) и (360) (уравнение 315) [515].
RX-CS—Cl + HNR’R2 —► RX—CS—NR’R2(315)
—НС1
X = О
X = S
RR’N—CS—Cl + "XR2 —> RR’N—CS—XR2 + СГ(316)
X = O, S
Удобный метод получения тион- и дитиокарбаматов основан а реакциях тиокарбамоилхлоридов (586) с алкоголятами и тио- соответственно [515, 516]. Аналогично были сннтезиро- ок /Ульфонилтиоформамиды (587) [527] п тионкарбамоил- и Н*1Ы (^88) [528] взаимодействием (586) с сульфинатом натрия МожнпИеВЬШи солями оксимов соответственно. Соединения (588) солей п П°ЛУЧИТЬ также последовательной реакцией натриевых ном [чоя!1^08 с тиоФосгеиом и соответствующим вторичным ами-
Общий метод синтеза N-монозамещенных арилтнон-
карбаматов (589) состоит в тиолизе хлориминоэфира (590) водородом в присутствии триэтиламина [529].’ СеР°'
RR*N—CS—SO2R?(587) R2 = Aik, ArClRR*N—CS—SO2R?(587) R2 = Aik, ArClRRlN—CS—О—N=CR2R3(588)RRlN—CS—О—N=CR2R3(588)
RR*N—CS—SO2R?
(587) R2 = Aik, Ar
Cl
RR*N—CS—SO2R?
(587) R2 = Aik, Ar
Cl
RRlN—CS—О—N=CR2R3
(588)
RRlN—CS—О—N=CR2R3
(588)
Ме2М—CS — S —S—CS—NMe2(594)Ме2М—CS — S —S—CS—NMe2(594)RMgXэфирRMgXэфир
Ме2М—CS — S —S—CS—NMe2(594)
Ме2М—CS — S —S—CS—NMe2(594)
RMgX
эфир
RMgX
эфир
RNH— CS—ОАг(589)RNH— CS—ОАг(589)RN=C—ОАг(590)RN=C—ОАг(590)«3o-Pr2N—NH— CS—XR(591) X = 0, S
RNH— CS—ОАг
(589)
RNH— CS—ОАг
(589)
RN=C—ОАг
(590)
RN=C—ОАг
(590)
Наиболее удобным методом получения N-монозамещенных тион- и дитиокарбаматов являются, по-видимому, реакции изо- тиоцианатов со спиртами и тиолами соответственно (см. схему 290) [515, 516]. С помощью этого метода были получены эфиры N,N-диизoпpoпилтиoкapбaзoвoй кислоты (591; X = О) и эфиры М,М-диизопропилдитиокарбазовой кислоты (591; X = S) из N-изо- тиоцианатодиизопропиламина (530; R=nso-Pr) [530].
N-Незамещенные дитиокарбаматы (593; X = S) получают реакцией алкил- и арилтиоцианатов (592; X = S) с сероводородом (уравнение 317) [516]. Эта реакция известна уже свыше 100 лет. С особенно высокими выходами эфиры (593; X = S) получаются при повышенном давлении сероводорода [516]. Возможность аналогичного синтеза N-незамещенных тионкарбаматов (593; X = О) реакцией сероводорода с алкил- и арилцианатами (592; Х = О) была установлена в 60-х годах [531], поскольку в то время были разработаны удобные методы получения цианатов. Присоединение сероводорода к цианатам ускоряется в присутствии триэтиламина. Алкил- и арилцианаты можно превратить в (593; X = О) также взаимодействием с тиомочевинами, эфирами тион- карбоновых кислот и тиоамидами, которые служат источниками сероводорода [516].
R—X—CN RX—CS—NH2 <317)
(592) X = О, S (593) X = О, S
Для синтеза дитиокарбаматов используют также ^УРДУдД сульфиды. Взаимодействием тетраметилтиурамдпсульфида^ ()
с реактивами Гриньяра получены ^^диметилдитиокароа^ (595) [532]; реакция с енаминами приводит к эфирам ('Д^
торые можно легко гидролизовать в (597) (уравнение 3 ) 1
* Me2N-CS-SR + Me2N-CS-SMgX
RIC=CHR INR2R3RIC=CHR INR2R3—Me2NCS2H т—Me2NCS2H тR2R3N—CR^CR—S—CS—NMe2R2R3N—CR^CR—S—CS—NMe2H2O, H+ >—R2R3NHH2O, H+ >—R2R3NH(318)R-CO-CHR-S-CS-NMe,(318)R-CO-CHR-S-CS-NMe,(595)
RIC=CHR I
NR2R3
RIC=CHR I
NR2R3
—Me2NCS2H т
—Me2NCS2H т
R2R3N—CR^CR—S—CS—NMe2
R2R3N—CR^CR—S—CS—NMe2
H2O, H+ >
—R2R3NH
H2O, H+ >
—R2R3NH
(318)
R-CO-CHR-S-CS-NMe,
(318)
R-CO-CHR-S-CS-NMe,
естио относительно небольшое число методов получения пбямоилхлоридов (565; Х = С1). Сам тиокарбамоилхлорид ■п|0^Р1пмичсски нестабилен и образуется в реакции тиоциано- (5? кислоты с хлористым водородом в сухом эфире (уравнение во" [5151 • При 75 80 С самопроизвольно происходит обрат- 319) 1 оЦССс. N-Замещеиные тиокарбамоилхлориды (599) и получаются в реакциях первичных и вторичных аминов (6 „оДосгсиом [515] (уравнения 320, 321). Для образования и С р-тенпя (599) требуются исключительно мягкие условия ВЫ кцин и абсолютное отсутствие воды, в противном случае по- Рса юТСя изотиоцианаты. Ы^-Дизамещепные тиокарбамоил- ‘^рцды (60°) вполне стабильны. При избытке аминного компо- Х нта образуются тиомочевины (см. разд. 11.22.9) независимо от "пироды тиокарбамоилхлорида. Два очень удобных метода син- еза N.N-Дизамещениых тиокарбамоилхлоридов основаны на Трйствии хлора на М^-дизамещенные тиоформамиды [432] и тетраалкнлтиурамдисульфиды [534, 535] (уравнения 322, 323).
НС!, 25 °C
H-S-CN ч=^ Н—N=C=S <- — . . =ДД± H2N— CS—Cl(319)
—НС I, 75—80 °C
(598)
(320)(321)(322)(323)(324)(320)(321)(322)(323)(324)RNHz + CSCh —> RNH—CS—Cl (——ф RNCS)
(320)
(321)
(322)
(323)
(324)
(320)
(321)
(322)
(323)
(324)
(599)
RR’NH-J-CSCI2RR’N—CS—Cl
(600)
Ci2. ссц
RR’N— CS— H RR’N—CS— Cl
Ci2. CC14
RR’N—CS—S'RR’N—CS—S'C1CS—NR2R3C1CS—NR2R3CICN (или COC12)—СГ, —SCN~(—COS, —2d")CICN (или COC12)—СГ, —SCN~(—COS, —2d")RR’N—CS-S—S—CS—NRR1* 2RR’N—CS—Cl
RR’N—CS—S'
RR’N—CS—S'
C1CS—NR2R3
C1CS—NR2R3
CICN (или COC12)
—СГ, —SCN~(—COS, —2d")
CICN (или COC12)
—СГ, —SCN~(—COS, —2d")
RR’N— CS—S—CS—NR2R3(601)
RR’N— CS—S— CS—NRR1(566)
Окрашенные в желтый цвет тетразамещенпые тнурамсульфнды (601) и (566) (тнурамсульфнды с меньшим числом заместителей неустойчивы) можно получать взаимодействием солеи N.N-ди- замещеппых дитиокарбаминовых кислот с тиокарбамоилхлорида- Ми, хлорциаиом или фосгеном (схема 324) [515]. Бесцветные ТиУрамдпсудьфнды образуются при окислении соответствующих ^’ЮкаРбамииовых кислот или их солей (уравнения 32о, 326) 1915]. Для этой цели прИМСИНМЫ практически все обычные оки- мотели. Тиурамдисульфиды часто образуются при простом при- влении окислителя к раствору (обычно спиртовому) первичного
или вторичного амина, содержащему сероуглерод (уравнение 327) [515].
С12
2H2n-cs-snh4 h2n-cs-s-s-cs-nh2 (325)
Н2О2
2Me2N—CS7 Me2N—CS—S— S—CS — NMe2(326)
2PrNH2 + 2CS2 -^^ PrNH—CS-S-S-CS-NHPr(327)
11.22.11.3. Реакции тион- и дитиокарбаминовыхкислот
Дитиокарбаминовые кислоты — весьма неустойчивые соединения и легко разлагаются на сероуглерод и амин. При разложении N-моиозамещенных дитиокарбаминовых кислот и их солей могут образоваться и изотиоцианаты. Стабильность дитиокарбаматов в водной среде, очевидно, зависит от pH среды, а также и от других факторов. Были проведены многочисленные работы для выявления факторов, определяющих направленность процессов разложения и механизм этих превращений [1—3]. Таками с сотр. на основании спектрометрических изучений N-монозамещен- ных дитиокарбаматов в широком диапазоне значений pH показали, что процессы протонирования (или депротонирования) происходят последовательно (схема 328) [536]; ими было установлено, что в процессе разложения даже в очень сильно кислой среде участвуют только соединение (604) и интермедиат (606) (уравнение 329) [537]. Джорис, Аспила и Чакрабарти [538], объяснявшие кривые кислотно-основного титрования дитнокарба- матов протеканием аналогичных процессов, установили, однако, что второй эквивалент кислоты при нейтрализации растворов дитиокарбаматов расходуется на протонирование освобождающегося амина. Полагают, что сопутствующее образование изотиоцианата в слабокислой среде происходит внутримолекулярно элиминированием иона HS~ из (603) (уравнение 330) [539].
zs" н+н+ + /SH
RN=C( 5==J: RNH—С3=8: RNH—= Г RNH—С(ЗИ)
(605)(329)(605)(329)\s- -н\s- -н- \SH
(605)
(329)
(605)
(329)
(602)(603)(604)
(604) —> RUN— C=S —> RNH2 + CS2
(330)(330)Н— S(606)(603) —> RN—C=S —► RNCS+HS’
(330)
(330)
H-S* 690
RN=c/—► RNCS + S2-RN=c/—► RNCS + S2-(331)(331)KaK полагают Таками и др. [540], разложение N-монозамещен- дитиокарбаматов в присутствии щелочи (М.Ы-дизамещенше ^окэрбаматы стабильны в этих условиях) происходит'пуТем апиминирования иона из (603), причем оно происходит та- ^- образом даже в сильноосновной среде. Это противоречит ShWO Джорнса и др. [539), которые полагают, что при pH > | разложение происходит с участием днаннона (602), а „ри бадее низких значениях pH с участием иона (603). но при этом скорость разложения определяется концентрацией кислорода в среде (уравнения 331, 332).
RN=c/—► RNCS + S2-
RN=c/—► RNCS + S2-
(331)
(331)
(602)
окисление
2RNHCS-S- ~-L (RNHCS—S—)2 —у 2RNCS+H2S + S (332)
(603)
Нуклеофильные свойства дитиокарбамат-анионов проявляются в их способности реагировать с алкилгалогенидами с образованием дитиокарбаматов (см. выше) [1—3, 515, 516]. Это было использовано в синтезах роданина (607) [515], тиазолидинтно- нов-2 (608) [541] и тиазолинтионов-2 (609) [542] (уравнения 333, 334).
HiN-CS'HiN-CS'шсн2со--сгшсн2со--сг‘СН2—S—CS,СО7 NH2‘СН2—S—CS,СО7 NH2(607)R1 R3(607)R1 R3(333)(333)RNH-cs; R_1L°™^RNH-cs; R_1L°™^R1 R3।г~R3R1 R3।г~R3—Вг"—Вг"НО.RNx/SНО.RNx/S-н2о(R3 = H)-н2о(R3 = H)RN/ \SRN/ \S(334)(334)
HiN-CS'
HiN-CS'
шсн2со-
-сг
шсн2со-
-сг
‘СН2—S—CS
,СО7 NH2
‘СН2—S—CS
,СО7 NH2
(607)
R1 R3
(607)
R1 R3
(333)
(333)
RNH-cs; R_1L°™^
RNH-cs; R_1L°™^
R1 R3
।г~R3
R1 R3
।г~R3
—Вг"
—Вг"
НО.
RNx/S
НО.
RNx/S
-н2о
(R3 = H)
-н2о
(R3 = H)
RN/ \S
RN/ \S
(334)
(334)
S
(608)(608)(609)
(608)
(608)
реакции дитио-реакции дитио-вв^мешанные ангидриды (610) образуются в реакции дитио- роаматов с алкилхлорформиатами [543], а при взаимодействии монозамещенных дитиокарбаматов с оксалилхлоридом получа- др я ^"Замещенные 2-тиоксо-1,3-тиазолидиндионы-4,5 (611) [544]. капб АИТИ°КаРбаматы (612) легко получаются в реакции дитио- амат-я137"311110113 с аРенДиазониевыми солями [516]. Дитиокарб- оле<Ьи Нионы реагируют с соответствующим образом замещенными мату На/«? ^CH = CHR3, образуя насыщенные алкилдитиокарба- характр 6 3)l545L Для N-монозамещенных дптпокарбаматов
реакции дитио-
реакции дитио-
в
в
избытко^и3 спосо$ность к двойному алкилированию при обработке КаРбои М алкилгалогенида, при этом получаются имиды дитио-
н°вых кислот (614) [515]. При реакции Ы,М-дпметилдитио-
карбамата натрия с 1,2-дихлорэтаном в полярной среде получены соли 1,3-дитиолания (615) [54о].
RR*N—CS—S—CO2R2
RR’N—CS—SY
(810)
(811)(612) Y = Ar
(613) Y = CHR2CH2R3
(613)
(614)
Эфиры тионкарбаминовых кислот при нагревании могут перегруппировываться в изомерные эфиры тиолкарбаминовых кислот. Механизм этой перегруппировки, которая легко происходит в случае ароматических тионкарбаматов (перегруппировка Миаза- ки — Ньюмена — Кварта) [534, 547], аналогичен механизму перегруппировки Шёнберга для О,О-диарилтиокарбонатов и О,8-диарилдитиокарбонатов (см. разд. 11.22.7). Эту перегруппировку используют для получения ароматических тиолов (уравнение 335) [534, 543]. Аналогичная перегруппировка происходит с О-аллилтиокарбаматами (616), часто даже самопроизвольно, и приводит к 8-аллилтиокарбаматам (617); эта перегруппировка обычно сопровождается аллильным сдвигом в мигрирующей группе [549]. Аллилдитиокарбаматы (618) постепенно перегруппировываются в изомерные соединения (619) при комнатной температуре, при температурах выше 100 °C перегруппировка идет быстро [550]. дкон
Me2N—CS— OAr > Me2N— СО— SAr > ArSH (335)
(818)
(336)
(617)
(618)
(619)
Результаты, полученные при изучении кинетики, а также обнаружение сильных эффектов химически индуцируемой динамичес кои поляризации ядер (ХПЯ) при проведении эксперимента в ампуле ЯМР-спектрометра для случая термической перегруппи- 692
алке-алке-Ar—СО—NMe(622)Ar—СО—NMe(622)SjC—NMe2 О (623)SjC—NMe2 О (623)180—200 °C у180—200 °C у(338)(338)
алке-
алке-
Ar—СО—NMe
(622)
Ar—СО—NMe
(622)
S
jC—NMe2 О (623)
S
jC—NMe2 О (623)
180—200 °C у
180—200 °C у
(338)
(338)
ffetS S£a₽6™™^^о) 6
последующей их рекомбинации [551] Аияппг 1Ь22) и (623) “м эффектов ХПЯ [553] Установл^
н ’ радикалов ампнила и Me2NCOS- в Tenvom?T° 0C обРазова- Гз-перегруппировке О-тиокарбамоилокспмов (624^ ИНДуциРУемой соединения (625) [528, 552]. Новый удобный метод "°3°^^^ ю„ов основан на пиролизе ^-диметилтпокарбамХ®'^^ полученных 1.3 спиртов, имеющих ₽-вОдород„ый атом KS-i/ s ’’ реакция элиминирования по механизму аналогична сните™ '3
НОВ ПО методу Чугаева (ср. уравнения 173 и 338). сиптезУ
Аг—СО—NMe—X—CY—NMe2
X = О, Y = S
X = S, ¥ = О
Ar2C=N—X—CY-NMe2
X = О, Y = S
X — S, Y = О
2[Me2N—CO—SH] —► COS + MeaN—CO-S" H2NMe2 (339)
Примеры использования дитиокарбаматов, тиокарбамоилхло- ридов и тиурамсульфидов для синтезов тиомочевин и тиосемикарбазидов приведены в разд. 11.22.9 (см. уравнения 245—248).
ЛИТЕРАТУРА
_ а Qulnhur Selenium, and Tellurium , cd.
S. McKenzie, in 'Organic Compounds of Sulphur, be e5.
D. H. Reid, The Chemical Society, London, 1970, vol. i, P
F. Daus, in Ref. 1, 1973, vol. 2, chapter 4.
F. Daus, in Ref. 1, 1975, vol. 3, chapter 5.
E. Campaigne, Chem. Rev., 1946,39, 1. nraanischen Chemie’, ed. E. Mui-
A. Schdberl and A. Wagner, in 'Methoden der Organises v
ler, Houben-Weyl, Berlin, 1955, vol- p. о »•, Chemica] publishing Co.,
E. E. Reid, 'Organic Chemistry of Bivalent Sulphur, menu
„ New York, 1960, vol. Ш, chapter 2 rorhnnvl Group’, ed. S. Patai, Inter- 7- E. Campaigne, in ‘The Chemistry of the Ca b У
„ science, New York, 1966, chapter 17.lanssen Interscience, New
R. Mayer, in 'Organosulfur Chemistry', ed. M. J. Janssen,
n York, 1967, chapter 13.7
m Pa4uer, Internat. J. Sulfur Chem. (B\ 19J2: Jj
и а РаЯиег, Internat. J. Sulfur Chem., 1973, 8,
n- D. h. Reid and S. McKenzie, J, Chem. Soc. (C). 1970, Hb.
R К. Mackie, S. McKenzie, D. H. Reid, and R. G. Webster, J. C. S. Perkin I
. ^R. Johnson, F. X. Powell, and W. H. Kirchhoff, J. Mol. Spectroscopy, 19^
136., „ , „,’’
j. W. C. Johns and W. B. Olson, J. Mol. Spectroscopy, 1971, 39, 479
M. Ё. Jacox and D. E. Milligan, J. Mol. Spectroscopy, 1975, 58, 142
L. L. Reed and J. P. Schaefer, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 528.'
16a.//. Lurnbroso and C. Andrieu, Bull. Soc. chim. France, 1966, 3201.
. Л. Luttringhaus and J. Grohmann, Z. Naturforsch., 1955, 10b, 365.
16в C. G. Andrieu, D. Paquer, and У. Mollier, Compt. rend (C) 1973 276
.’-.
16г. M Demuynck and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1967, 2748.
16д. D. Paquer and J. Vialle, Compt. rend. (C), 1972, 274, 1846.
16e. У. Fabian and R. Mayer, Spectrochim. Acta, 1964, 20, 299.
16ж. G. Laban, J. Fabian, and R. Mayer, Z. Chern., 1968, 8, 414.
O. Korver, J. U. Veenland, and I. J. de Boer, Rec. Trav. chim., 1965, 84, 889 16и. A. Mehlhorn and R. Mayer, Z. Chern., 1968, 8, 321.’"
R. Mayer, Quart. Reports Sulfur Chem., 1970, 5, 125.
A. Julg, M. Bonnet, and У. Ozias, Theor. Chim. Acta, 1970, 17, 49.
C. Andrieu and У. Mollier, Spectrochim. Acta, 1972, 28A, 785.
R. Mecke, R. Mecke, and A. Luttringhaus, Z. Naturforsch., 1955, 10b, 367.
N. Lozac’h and G. Guillouzo, Bull. Soc. chim. France, 1957, 1221.
O. Korver, J. U. Veenland, and T. J. de Boer, Rec. Trav. chim., 1965, 84, 310.
C. Andrieu and У. Mollier, Tetrahedron Letters, 1971, 1573.
L. J. Bellamy, ‘The Infra-red Spectra of Complex Molecules’, Methuen, London, 1964, p. 355.
L. J. Bellamy, ‘Advances in Infrared Group Frequencies’, Methuen, London, 1968, p. 212.
H. G. Giles, R. A. Marty, and P. de Mayo, J. C. S. Chem. Comm., 1974, 409.
P. V. Demarco, D. Doddrell, and E. Wenkert, Chem. Comm., 1969, 1418.
D. Paquer and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1969, 3595.
/. W. J. Still, N. Plavac, D. M. McKinnon, and M. S. Chauhan, Canad. J. Chem., 1976, 54, 280.
J. W. Scheeren, P. H. J. Ooms, and R. J. F. Nivard, Synthesis, 1973, 149.
G. Seitz, H. Morck, K. Mann, and R. Schmiedel, Chem.-Ztg., 1974, 98, 459.
G. Seitz, K. Mann, and R. Schmiedel, Chem.-Ztg., 1975, 99, 332.
G. H. R. Seitz and G. Arndt, Synthesis, 1976, 445.
S. Oae, A. Nakanishi, and N. Tsujimoto, Chem. and Ind. (London), 1972, 575.
F. M. Dean, J. Goodchild, and A. W. Hill, J. Chem. Soc. (C), 1969, 2192.
R. Mayer, J. Morgenstern, and J. Fabian, Angew. Chem., 1964, 76, 157.
S. Bleisch and R. Mayer, Chem. Ber., 1967, 100, 93.
/. Morgenstern and R. Mayer, J. prakt. Chem., 1966, 34, 116."
P. Metzner and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1972, 3138.
M. Cox and J. Darken, Coordination Chem. Rev., 1971, 7, 29.
S. E. Livingstone, Coordination Chem. Rev., 1971, 7, 59.
E. Uhlemann, H. Muller, and P. Thomas, Z. Chem., 1971, 11, 401.
F. Duus and J. W. Anthonsen, Acta Chem. Scand. (B), 1977, 31, 40.
F. Duus, Tetrahedron, 1972, 28, 5923.
F. Duus, E. B. Pedersen, and S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 1969, 2a, 570 •
F. Duus, Tetrahedron, 1976, 32, 2817.
M. Scheithauer and R. Mayer, Chem. Ber., 1967, 100, 1402.~ x . . n
H. B. Williams, K. N. Yarbrough, K- L. Crochet, and D. V. Wells, Tetrahe • 1970, 26, 817.
R. Ahmed and W. Lwowski, Tetrahedron Letters, 1969, 3611; Org. Prep- ced. Internal., 1971, 135.
d Seitz and G- Arndt, Synthesis, 1976, 962.... anj
' >>' Allrnann, T. Debaerdemaeker, K. Mann, R. Matusch, R. Schmiedel,
51 1 n Z‘ C11Pm- Ber- 1976> 109. 2208.,n77
-• algaard and S.-O. Lawesson, Acta Chem. Scand. (B), 1974, 28, 1•
53.53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.81.82.83.84.85.86.87.88.89.90.91.92.93.94.95.73.74.75.76.77.78.79.80.81.82.83.84.85.86.87.88.89.90.91.92.93.94.95.J. И. E. L. S.J. И. E. L. S.
53.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
J. И. E. L. S.
J. И. E. L. S.
7 Yoshida, H..Tawara, and’ H. Ogoshi, J. Amer. Chem. Soc., 1973
95 3043. z. ^°^llda’,q73K9^qhl' Y' Fawara, K. Hishikawa, and H. Ogoshi, rahedron Letters, 19/3, 2ЫУ.b
F Вачег and H.-P. Muller Tetrahedron Letters, 1971, 533.
Weissends and M. Pulst, Tetrahedron Letters, 1968, 3045; J. prakt. Chern.,
Beyer, H. Siitel, M. Pulst and E. Hoyer, Z. Chem., 1974, 14 469
К Thimm and J. Voss, Tetrahedron Letters, 1975, 537.
В Saville and M. Steer, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 616.
A. Ceccon, U. Mioltt U. Tonellato, and M. Padovan, J. Chem. Soc. (B) 1969, 1084- U Aliotti, U. Tonellato, and A. Ceccon, ibid,, 1970 325
L Brandsma, Rec. Trav. chim., 19 70, 89, 593.
ц7 /. Middleton, E. G. Howard, and IF. H. Sharkey, J. Org. Chem., 1965 30, 1375
A. Schonberg and E. Frese Tetrahedron Letters, 1969, 4063; A. Schonberg, P Frese, №. Knot el, and K. Praefcke, Chem. Ber., 1970, 103, 938
S Bleisch and R. Mayer, Chem. Ber., 1966, 99, 1771.
M. Demuynck and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1967, 2748.
p. IF. Stacey and 7. F. Harris, J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 963; О. P. Stra- usz, T. Hikida, and H. E. Gunning, Canad. J. Chem., 1965, 43, 717.
A. Yokoyama and H. Tanaka, Chem. Pharm. Bull. (Japan), 1964, 12, 683;
A. Yokoyama, K. Ashida, and H. Tanaka, ibid., 1964, 12, 690.
M. Ahmed, J. M. Buchshriber, and D. M. McKinnon, Canad. J. Chem., 1970, 48, 1991: D. ЛТ McKinnon and J. M. Buchshriber, ibid., 1971, 49, 3299. D. B. J. Easton, D. Leaver, and T. J. Rawlings, J. C. S. Perkin I, 1972, 41. H. Davy and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1975, 1435.
Duguay and H. Quiniou, Bull. Soc. chim. France, 1970, 1918.
K. Kamienska-Trela, U. Dabrowska, and J. Dabrowski, Bull. Acad, polon. Sci., Ser. Sci. chim., 1971, 19, 549, and refs, cited therein.
R. J. S. Beer, in ‘Organic Compounds of Sulphur, Selenium, and Tellurium’, ed. D. H. Reid, The Chemical Society, 1970, vol. 1, chapter 9; 1973, vol. 2,
chapter 9; 1975, vol. 3, chapter 10.
F. Boberg and W. von Gentzkow, Annalen, 1973, 247.
Coerdeler and K.-H. Kohler, Tetrahedron Letters, 1976, 2961.
Viola, S. Scheithaver, and R. Mayer, Chern. Ber., 1968, 101, 3517.
Uhlemann and H. Muller, Angew. Chern., 1965, 77, 172.
Carlsen and F. Duus, Synthesis, 1977, 256.
H. Chaston, S. E. Livirrgstone, T. N. Lockyer, V. A. Pickles, and
S. Shannon, Austral. J. Chem., 1965, 18, 673.
Duus, J. Org. Chem., 1977, 42, 3123.
K. Hartke and O. Gunter, Annalen, 1973, 1637.
Yoshida, T. Yao, T. Ogata, and S. Inokawa, Bull. Chem. Soc. Japan, 1976, 49, 3128.
C. Dittmer, G. E. Kuhlmann, and G. C. Levy, J. Org. Chem., 1970, 35, 3676; D. C. Dittmer and G. E. Kuhlmann, ibid., 1970, 35, 4224.
№. Kusters and P. de Mayo, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 2383.
Paquer and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1971, 4407.
Z. Reyes and R. M. Silverstein, J. Amer. Chem. Soc., 1958, 80, 6367, 6373.
Duus, P. Jakobsen and S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 1968, 24, 5323.
A. Yokoyama and H. Tanaka, Chem. Pharm. Bull. (Japan), 1967, 15, 290.
F- Duus, Tetrahedron, 1974, 30, 3753.
Paquer and S. Smadja, Rec. Trav. chim., 1976, 95, 172.
L Fabian, Tetrahedron, 1973, 29, 2449.T „o_r
Power, К. E. Turner, and F. H. Moore, Tetrahedron Letters, 19/4 87o. Klose, K. Arnold U Eckelmann, and E. Uhlemann, Tetrahedron, 1972, 28, 6019.
n ^r,tsen and F. Duus, J. Amer. Chem. Soc., 1978, 100, 281.
U. Dabrowska and J. Dabrowski, Bull. Chem. Soc. Japan, 1975 48, 1014 • Ho, T. Ishii, and M. Nishio, Agric. Biol. Chem. (Japan), 1965, 29, 72 , Nishio and T. Ho, ibid., 1965, 29, 732, 1119.
T. Nozoe and К. Matsui, Bull. Chem. Soc. Japan, 1961, 34, 616.
G. Klose, P. Thomas, and E, Uhlemann, Z. Naturforscli., 1968, 23b, 389
S. Scheithauer, H. Hartmann, and R. Mayer, Z. Chem., 1968, 8, 181.
. E. Uhlemann, Z. Naturforsch., 1966, 21b, 592.
100^ M. Leban, J. Fresco, and S. E. Livingstone, Austral. J. Chem., 1974, 27, 2353-
M. Leban, J. Fresco, M. Das, and S. E. Livingstone, ibid., 1974, 27,’ 2357
F. Duus and S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 1971, 27, 387.
Z. Yoshida, T. Kawase, and S. Yoneda, Tetrahedron Letters, 1975, 235.
W. J. Middleton and W. H. Sharkey, J. Org. Chem., 1965, 30, 1384.
U. Schollkopf, Angew. Chem., 1959, 71, 260.
A. P. Krapcho, M. P. Silvan, and S. D. Flanders, Tetrahedron Letters 1974 3817.
D. Lecadet, D. Paquer, and A. Thuillier, Compt. rend. (C), 1973, 276, 875 107. R. Couturier, D. Paquer, and A. Vibet, Bull. Soc. chim. France, 1975,'1670.
P. Beak and J. W. Worley, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 597; 1970, 92, 4142.
A. Schonberg, E. Singer, E. Frese, and K. Prdefcke, Chem. Ber. 1965 98
3311.’’
A. Ohno, K. Nakamura, M. Uohama, and S. Oka, Chem. Letters, 1975, 983.
M. Dagonneau and J. Vialle, Tetrahedron, 1974, 30, 415.
A. Ohno, K. Nakamura, M. Uohama, S. Oka, T. Yamabe, and S. Nagata, Bull.
Chem. Soc. Japan, 1975, 48, 3718.
P. Metzner, J. Vialle, and A. Vibet, Tetrahedron Letters, 1976, 4295.
M. Dagonneau, J.-F. Hemidy, D. Cornet, and J. Vialle, Tetrahedron Letters, 1972, 3003; M. Dagonneau and J. Vialle, ibid., 1973, 3017; M. Dagonneau, P. Metzner, and I. Vialle, ibid., 1973, 3675.
D. Paquer, Bull. Soc chim. France, 1975, 1439.
D. Paquer and J. Vialle, Compt. rend. (C), 1972, 275, 589; M. Dagonneau, D. Paquer, and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1973, 1699; D. Paquer and S. Smadja, Rec. Trav. chim., 1976, 95, 175.
D. Paquer and R. Pou, Bull. Soc. chim. France, 1972, 3887.
J. L. Burgot, L Masson, P. Metzner, and J. Vialle, Tetrahedron Letters, 1976, 4297.
У. Minoura and S. Tsuboi, J. Org. Chem., 1972, 37, 2064.
D. Seebach and K.-H .Geiss, Angew. Chem., 1974, 86, 202.
С. E. Diebert, J. Org. Chem., 1970, 35, 1501.
A. P. Krapcho, D. R. Rao, M. P. Silvon, and B. Abegaz, J. Org. Chem., 1971,
3885; A. P, Krapcho, Af. P. Silvon, 1. Goldberg, and E. G. E. Jahngen, ibidi., 1974, 39, 860.
1. Л1. Beiner, D. Lecadet, D. Paquer, A. Thuillier, and J. Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1973, 1979; J. M. Beiner, D. Lecadet, D. Paquer, and A. Thuillier, ibid., 1973, 1983.
A. Schonberg, B. Konig, and E. Singer, Chem. Ber., 1967, 100, 767.
K- Thimm and 1. Voss, Z. Naturforsch., 1974, 296, 419.
F. Clesse and H. Quiniou, Compt. rend. (C), (1971), 272, 326._
I. C. Meslin, У. T. N’Guessan, F. Tonnard, and H. Quiniou, Tetrahedron, 197*., 31, 2679.
128a. B. Hedegaard, J. Z. Mortensen, and S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 1971, 27, 3853.
F. K. Splinter and H. Arold, J. prakt. Chem., 1968, 38, 142.
looB‘^^ Takaku, У. Hayasi, and H. Nozaki, Bull. Chem. Soc. Japan, 1970, 43, 191 • Scheithauer and R. Mayer, Z. Chem., 1969, 9, 59.
on ' Hartke and L. Peshkar, Arch. Phann., 1968, 301, 611.
i ‘ ^e^zner and J. Vialle, Bull. Soc. chim France, 1973, 1317.
L Morin and D. Paquer, Compt. rend. (C), 1975, 282, 353.
r D^tgaard and S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 1972, 28. 2051.
^ Paquer, and S. Smadia, Rec. Trav. chim., 1976, 95, 179.
^reidanus, Canad. J. Chem., 1970, 48, 3593.
ГЗп о Powers and F. FL Westheimer, j Amer. Chem. Soc., 1960, 82, 543 .
136 p T.ctznPr^ad L Vialle, Bull. Soc. chim. France, 1973, 1703.
K. Mayer, S. Scheithauer, and D. Kunz, Chem. Ber., 1966, 99, 1393.
, Chem., 1976, 41, 2971.
r Carlsen- J- ; апд M Goodman, J. Amer. Chem. Soc., 1962, 84, 703.
* o' fi Oster, L-ariy S. Sunami, Chem. Comm., 1971, 118; J. Chem. Soc.
I38' v Ishibe, M. Odani,
I39’ IB), I9?1,W A. 7. Janssen, Synthesis, 1973, 617.
140.141.142.143.144.145- 146.140.141.142.143.144.145- 146.g. Zwanenburgan'Ма1опеу^ j Org Chem„ 1970, 35, 1716.
140.
141.
142.
143.
144.
145- 146.
140.
141.
142.
143.
144.
145- 146.
/ iiZ. Lown an nondoni P. Giorgianni, G. Maccagnani, and G. Mazzanti, A. BattagUa, ^ ^
j chem. occ. !ti,auer 5 Bleisch, D. Kunz, G. Bahr, and R. Radeglia, J. R. Mayer, -S. Sene
prakt. Chem-, Yamashita, and M. Mizutani, Bull. Chem. Soc. Japan, 1976, 49, у Og^a'*
1721- r Black and K. G. Watson, Austral. J. Chem., 1973, 26, 2491.
D. St. 6. dDondoni, G. Maccagnani, and G. Mazzanti, J. Chem. Soc.
A. mi 9П96- A Battaglia, A. Dondoni, and G. Mazzanti, Synthesis, 1971, Buis^n and W. Mack, Chem. Ber., 1972, 105, 2815.
^.Middleton J. Org. Chem., 1965, 30, 1395.
147.147.^ i toadman^ B. Saville, M. Steer, and В. K. Tidd, J. C. S. Chem. Comm., I ^^ yl j, J ,
147.
147.
VFrnVthardt Chem. Ber., 1972, 105, 2004.
1491 ® ^Middleton J. Org. Chem., 1965, 30, 1390.
1501 ^Lhftnbere and B. Konig, Chem. Ber., 1968, 101, 725.
V nimishi Y Akasaki, and A. Ohno, Bull. Chem. Soc. Japan, 1973, 46, 3307. Vp Pradereand H. Quiniou, Compt. rend. (C), 1972, 275, 677.
! • Ле Mayo, Accounts Chem. Res., 1976, 9, 52.
д' Ohno 'internal. J. Sulfur Chem. (B), 1971, 6, 183.
P de Mayo and H. Shizuka, Mol. Photocheffl., 1973, 5, 339; J. Amer. Chem. Ytouture °K ^Ho, M. Hoshino, P. de Mayo, R. Suau, and W. R. Ware, J. Amer Chem Soc., 1976, 98, 6218.,
R Lapouyade and P. de Mayo, Canad. J. Chem., 1972, 50, 4068; A. Cox, D R. Kemp, R. Lapouyade, P. de Mayo, J. loussot-Dubien, and R. Bonneau,
Art.Tawrenc^Ch'c. Liao, P. de Mayo, and V. Ramamurthy, J. Amer. Chem.
^S. VL Blackwell and P. de Mayo, J. C. S. Chem. Comm., 1973, 130
161'. D. S. L. Blackwell, P. de Mayo, and R. Suau, Tetrahedron Letters, 1974, 91.
162 M. S. Raasch, Chem. Comm., 1966, 577.
G. Seybold, Tetrahedron Letters, 1974, 555.
K. Georgiou, H. W. Kroto, and В. M. Landsberg, J. C. S. Chem. Comm., 1974,
739
166.167.168.169.170.171.166.167.168.169.170.171.E. Schaumann, S. Harto, and G. Adiwidjaja, Angew. Chem., 1976, 88, 25.
166.
167.
168.
169.
170.
171.
166.
167.
168.
169.
170.
171.
M. S. Raasch, J. Org. Chem., 1970, 35, 3470.
R. Mayer and H. Krober, Z. Chem., [975, 15, 91.
G. Seybold and C. Heibl, Angew. Chem., 1975, 87, 171.
E. U. Elam, F. H. Rash, J. T. Dougherty, V. №. Goodlett, and К. C. Bran
nock, J. Org. Chem., 1968, 33, 2738.
E. Schaumann and IP. Walter, Chem. Ber., [974, 107, 3562.
J. Harris and D. R. M. Walton, J. C. S. Chem. Comm., 1976, 1008.
173.173.M. S. Raasch, J. Org. Chem., 1972, 37, 1347.
173.
173.
174.175.176.177.178.179.180174.175.176.177.178.179.180G. Seybold, Angew. Chem , 1975, 87, 710.
174.
175.
176.
177.
178.
179.
180
174.
175.
176.
177.
178.
179.
180
R. AL Kellogg, Tetrahedron, 1976, 32, 2165.
f 7. Middleton, J. Org. Chem., 1966, 31, 3731.
502^ Arc^uerlSo and E. M. Burgess, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, o02u,
P. Gronski and К. Hartke, Tetrahedron Letters, 1976, 4139.
Lamagaki and S. Oae, Tetrahedron Letters, 1972, 1159.
£ F Koser and S.-M. Yu, J. Org. Chem., 1976, 41, 125.
F. M. Burgess and H. R. Penton, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 279; J. Org.
Chem., 1974, 39, 2885,
J Buter, S. Wassenaar, and R. M. Kellogg, J. Org. Chem., 1972, 37, 4045 1Я9 R M. Kellogg, M. Noteboom, and J. K. Kaiser, J. Org. Chem., 1975, 40, 2573.
" Tetrahedron, 1976, 32, 1641.’
1794.1794.1яч D H R Barton, F. S. Guziec, and 1. Shahak, J. C. S. Perkin I, 1974
1794.
1794.
184 R. M. Kellogg, J. Org. Chem., 1973, 38, 844.'
185 5 Tamagakt, K. sanaRt, ana o. uae, duh. inem. soc. japan, 1973, 46, 2608 186* A. G. Schultz and M. B. DeTar, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 296; ibid.,185 5 Tamagakt, K. sanaRt, ana o. uae, duh. inem. soc. japan, 1973, 46, 2608 186* A. G. Schultz and M. B. DeTar, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 296; ibid.,5- Tamagakt, K. Sakaki, and S. Oae, Bull. Chem. Soc. Japan, 1973, 46.
185 5 Tamagakt, K. sanaRt, ana o. uae, duh. inem. soc. japan, 1973, 46, 2608 186* A. G. Schultz and M. B. DeTar, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 296; ibid.,
185 5 Tamagakt, K. sanaRt, ana o. uae, duh. inem. soc. japan, 1973, 46, 2608 186* A. G. Schultz and M. B. DeTar, J. Amer. Chem. Soc., 1974, 96, 296; ibid.,
1976, 98, 3564.
187 E. Wedekind, D. Schenck, and R. Stiisser, Chem. Ber., 1923, 56, 633.
188.189.188.189.' B. Zwanenburg and J. Strating, Quart. Reports Sulfur Chem., 1970, 5, 79 E. Block, R. E. Penn, R. J. Olsen, and P. F. Sherwin, J. Amer. Chem. Soc 1976, 98, 1264.’’
188.
189.
188.
189.
190.190.J. van Lierop, A. van der Avoird, and B. Zwanenburg, Tetrahedron, 1977, 33,
190.
190.
539.
191.191.192.192.193.193.E Block, H. Bock, S. Mohmand, P. Rosmus, and B. Solouki, Angew Chem 1976, 88, 380. " T. W. Hummelink, J. Cryst. Mol. Structure, 1974, 4, 87, 373; Cryst. Struct. Comm., 1975, 4, 441; ibid., 1976, 5, 169; R. B. Bates and G. A. Wolfe, J. Amer. Chem. Soc., 1968, 90, 6854; О. H. Jarchow, Acta Cryst., 1969, 25B, 267; W. Walter, J. Holst, and J. Eck, J. Mol. Sctructure, 1971, 9, 151; К Kato Acta Cryst., 1973, 25B, 2653. ’ B. F. Bonini, L. Lunazzi, G. Maccagnani, and G. Mazzanti, J. C. S. Perkin I 1973, 2314. ’
191.
191.
192.
192.
193.
193.
193а. 7. Strating, L. Thijs, and В. Zwanenburg, Rec. Trav. chim., 1964, 83, 631.
1936. W. A. Sheppard and J. Diekmann, J. Amer. Chern. Soc., 1964, 86, 1891.
194.195.196.194.195.196.J, P. Snyder and D. N. Harpp, J. C. S. Chern. Comm., 1972, 1305.
194.
195.
196.
194.
195.
196.
J. Strating, Rec. Trav. chim., 1964, 83, 94.
J. F. King and T. Durst, Tetrahedron Letters, 1963, 585; J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 2676.
197.198.197.198.199.199.200.200.201.202.203.204.205.201.202.203.204.205.W. G. Phillips and K. W. Rails, J. Org. Chern., 1972, 37, 3818.
197.
198.
197.
198.
199.
199.
200.
200.
201.
202.
203.
204.
205.
201.
202.
203.
204.
205.
B. Zwanenburg, A. Wagenaar, L. Thijs, and J. Strating, J. C. S. Perkin I, 1973, 73.
T. G. Back, D. H. R. Barton, M. R. Britten-Kelly, and F. S. Guziec, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 539.
H. R. Barton, L. S. L. Choi, R. H. Hesse, M. M. Pechet, and C. Wilshire,
J C. S. Chem. Comm., 1975, 557.
В.В.В.В.В.В.В.В.Zwanenburg, L. Thijs, and J. Strating, Rec. Trav. chim., 1967, 86, 577.
В.
В.
В.
В.
В.
В.
В.
В.
Zwanenburg, L. Thijs, and J. Strating, Tetrahedron Letters, 1969, 4461.
Zwanenburg,L.Thijs,andJ.Strating,Rec. Trav. chim., 1970, 89, 687.
_. Zwanenburg,L.Thijs,andJ.Strating,Tetrahedron Letters, 1967, 3453.
B. Zwanenburg,L.Thijs,andJ.Strating,Rec. Trav. chim., 1971, 90, 614;
206.206.Tetrahedron Letters, 1968, 2871..
206.
206.
207.207.W. Walter, in ‘Organosulfur Chemistry’, ed. M. J. Janssen, Interscience, New York, 1967, chapter 14.
207.
207.
208.209.210.211.212.208.209.210.211.212.W. Walter, Annalen, 1960, 633, 35; W. Walter, J. Curts, and H. Pawelzik, ibid., 1961, 643, 29.
208.
209.
210.
211.
212.
208.
209.
210.
211.
212.
W. Walter and G. Randau, Annalen, 1969, 722, 52.
W. Walter and О. H. Bauer, Annalen, 1976, 1584, 1598
A. Holm and L. Carlsen, Tetrahedron Letters, 1973, 3203..
C. N. Skold and R. H. Schlessinger, Tetrahedron Letters, 1970, 791, H H. Wasserman and W. Strehlow, ibid., 1970, 795.
Veenstra and B. Zwanenburg, Rec. Trav. chim., 1976, 95, 28.
л $‘ Schultz and R, H. Schlessinger, Chem. Comm., 1970, 747.
215.216.217.218.215.216.217.218.Hamid and S. Trippett, J. Chem. Soc. (C), 1968, 1512.
215.
216.
217.
218.
215.
216.
217.
218.
n г Х,ее^га and B. Zwanenburg, Rec. Trav. chim., 1976, 95, 37..
К Bonini, G, Maccagnani, A. Wagenaar, L. Thijs, and B. Zwanenburg, •
S Perkin I, 1972, 2490., .
L Thijs, A. Wagenaar, E. M. Л1. van Rens, and B. Zwanenburg, Tetrahedro Letters, 1973, 3589.
B. 1. Bonini and G. Maccagnani, Tetrahedron Letters, 1973, 3585.
.., J Strating, and B. Zwanenburg, Rec. Trav. chim., 1972, 91, 1345;
219. L- i7 ,n„Pnburg and A. Wagenaar, Tetrahedron Letters, 1973, 5009.
221-222.223.224.225.226.221-222.223.224.225.226.zwanenburg, L. Thijs, J. B. Broens, and I. Strating, Rec. Trav. chim., 1972, 220 ^’ F^Bonini, G. Maccagnani, L. Thijs, and B. Zwanenburg, Tetrahedron Let- ^ZwanenbSg, A. Wagenaar, and J. Strating, Tetrahedron Letters, 1970,
221-
222.
223.
224.
225.
226.
221-
222.
223.
224.
225.
226.
4r8Ooitz Angew. Chem., 1967, 79, 161.
T Masai and N. Tokura, Internat. J. Sulfur Chem. (B), 1972, 7, 207.
King Accounts Chem. Res., 1975, 8, 10.
F Truce and L. K. Liu, Mechanism Reactions Sulfur Compounds, 1969, 4, H. Fischer, Synthesis, 1970, 393; L. Field, ibid., 1972, 101.
„ * W Johnson, in Ref. 1, 1970, vol. 1, chapter 6; 1973, vol. 2, chapter 5;
227• Д75 vo! 3, chapter 6.
о P Snuder J. Org. Chem., 1973, 38, 3965.
228- Walter and G. Randau, Annalen, 1969, 722, 80.
p A L. Sullivan and A. Hargreaves, Acta Cryst., 1962, 15, 675.
2 Walter and G. Randau, Annalen, 1969, 722, 98.
S' L w Christensen, Synthesis, 1973, 534.
2^' j p King and R. P. Beatson, Chem. Comm., 1970, 663.
I F King, R. A. Marty, P. de Mayo, and D. L. Verdun, J Amer. Chem. Soc., 21971 93, 6304.
T f ’ King and E. G. Lewars, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 700; Canad. J.
2 Chem., 1973, 51, 3044.
236.237.238.239.240.241.242.243.244.245.246.247.248.249.250.236.237.238.239.240.241.242.243.244.245.246.247.248.249.250.J F King P. de Mayo, C. L. McIntosh, K. Piers, and D. J. H. Smith, Canad. J." Chem., 1970, 48, 3704.
236.
237.
238.
239.
240.
241.
242.
243.
244.
245.
246.
247.
248.
249.
250.
236.
237.
238.
239.
240.
241.
242.
243.
244.
245.
246.
247.
248.
249.
250.
W. J. Mijs, J. B. Reesink, and U. E. Wiersum, J. C. S. Chem. Comm., 1972,
412.
J. F. King and D. R. K. Harding, J. Amer. Chem. Soc., 1976, 98, 3312.
J. F. King, E. G. Lewars, D. R. K- Harding, and R. M. Enanoza, Canad. J.
Chem., 1975, 53, 3656.'
C. R. Johnson and E. U. Jonsson, J. Amer. Chem. Soc., 1970, 92, 3815.
J S. Grossed and M. M. Bharadwaj, J. C. S. Chem. Comm, 1974, 144.
j. F. King, E. 4. Luinstra, and D. R. K. Harding, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 1313; J. F. King and D. R. K. Harding, Canad. J. Chem., 1976, 54. 2652.
J. F. King and У. /. Kang, J. C. S. Chem. Comm., 1975, 52.
S. HUnig and H. Hoch, Chem. Ber., 1972, 105, 2197.
G. Opitz, K. Rieth, and G. Walz, Tetrahedron Letters, 1966, 5269.
W. E. Truce, D. J. Abraham, and P. Son, J. Org. Chem., 1967, 32, 990.
У. Shirota, T. Nagai, and N. Tokura, Tetrahedron, 1969, 25, 3193.
M. E. Kuehne and H. Linde, J. Org. Chem., 1972, 37, 1846.
G. Opitz and E. Tempel, Annalen, 1966, 699, 68.
251.252.253.254.251.252.253.254.O. Tsuge and S. Iwanami, Org. Prep. Proced. Internat., 1971, 3, 283; Bull. Chem. Soc. Japan, 1970, 43, 3543; Nippon Kagaku Zasshi, 1971, 92, 448; Bull. Chem. Soc. Japan, 1971, 44, 2750.
251.
252.
253.
254.
251.
252.
253.
254.
0. Tsuge, S. Iwanami, and S. Hagio, Bull. Chem. Soc. Japan, 19/2, 45, 237. W. E. Truce and A. R. Naik, Canad. J. Chem., 1966, 44, 297; J. F. King and T. Durst, ibid., 1966, 44, 409.,, , _ D
M. J. Janssen, in ‘The Chemistry of Carboxylic Acids and Esters, ed. S. a- tai, Interscience, New York, 1969, chapter 15.
R- Engler and G. Gattow, Z. anorg. Chem., 1972, 388, 78.
255.255.Л4а- R- Engler and G. Gattow, Z. anorg. Chem., 1972, 389, 151. See Ref 253
255.
255.
256.257.258.259.256.257.258.259.' A. Schoberl and A. Wagner, in ‘Methoden der Organischen Chemie, ed. c. Muller, Houben-Weyl, Berlin, 1955, vol. IX, p. 743.
256.
257.
258.
259.
256.
257.
258.
259.
Я- Engler and G. Gattow, Z. anorg. Chem., 1972, 389, 145.
R- Engler, G. Gattow, and M. Drager, Z. anorg. Chem., 1972, 388, 22J.
A. Treibs, Annalen, 1969, 723, 129., „
•^ordds, R- Sohdr, G. Matolcsy, and P. Berencsi, J. Org. Chem., 19/2, 37,
260 F C v. Larsson and S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 1972, 28, 5341.
26L L-M* Beiner, C. G., Andrieu, and A. Thulllier, Compt. rend. (B), 1972 ‘ 274, 407.’’
261a E Lindner and U. Kunze, Z. anorg. Chern., 1971, 383, 255.
2616./. Fabian, S. Scheithauer, and R. Mayer, J. prakt. Chern., 1969, 311, 45.
D. H. Holsboer and H. Kloosterziel, Rec. Trav. chim., 1972, 91, 1371. '
263* R. Engler, G. Gattow, and M. Drager, Z. anorg. Chem., 1972, 390, 64.
К. T. Potts and C. Sapino, in ‘The Chemistry of Acyl Halides’, ed. S. Patai Interscience, London, 1972, chapter 11.’
264a. AL Reason and J. Bidaine, Bull. Soc, chim. beiges, 1961, 70, 519.
2646. M. J. Janssen, Rec. Trav. chim., 1960, 79, 464.
264b. R. Mayer, E. Schinke, P. Rosmus, and S. Scheithauer, 3. prakt. Chem 1970
767.’’
264r. J. Fabian, S. Scheithauer, and R. Mayer, J. prakt. Chem., 1969, 311, 45.
264д. L. J. Bellamy and P. E. Rogasch, J. Chem. Soc., 1960, 2218.
G. Dorange and J. E. Guerchais, Bull. Soc. chim. France, 1971, 43.
R. Radeglia, S. Scheithauer, and R. Mayer, Z. Naturforsch, 1969, 24b, 283.
K. Hartke and F. Meissner, Tetrahedron, 1972, 28, 875.
C. Trebaul and J. Teste, Bull. Soc. chim. France, 1970, 2272; C. Trebaul, ibid.
1971, 1102.’
U. Dabrowska and J. Dabrowski, Chem. Ber., 1976, 109, 1779.
U. Schmidt, E. Heymann, and K. Kabitzke, Chem. Ber., 1963, 96, 1478.
K. Hartke and H. Hoppe, Chem. Ber., 1974, 107, 3121.
S. Scheithauer and R. Mayer, Chem. Ber., 1967, 100, 1413.
G. Barnikow and G. Stickmann, Chem. Ber., 1967, 100, 1428.
P. Vinkler, K. Thimm, and J. Voss, Annalen, 1976, 2083.
M. Mori, У. Ban, and T. Oishi, Internal. J. Sulfur Chem. (A), 1972, 2, 79.
R. Mayer and H. Berthold, Z. Chem., 1963, 3, 310.
A. Ohno, T. Koizumi, and G. Tsuchihashi, Tetrahedron Letters, 1968. 2083.
E. O. Fischer and S. ReidmUller, Chem. Ber., 1974, 107, 915.
G. Stickmann and G. Barnikow, Z. Chem., 1970, 10, 223.
H. Viola and R. Mayer, Z. Chem., 1976, 16, 355.
R. Mayer and H. Krober, Z. Chem., 1973, 13, 426.
У. Araki and A. Kaji, Bull. Chem. Soc. Japan, 1970, 43, 3214.
P. Vermeer, J. Meijer, H. J. T. Bos, and L. Brandsma, Rec. Trav. chim., 1974, 93, 51.
T. Kissel, R. Matusch, and K. Hartke, Z. Chem., 1976, 16, 318.
D. H. R. Barton, C. Chavis, M. K- Kaloustian, P. D. Magnus, G. A. Poulton and P. J. West, J. C. S. Perkin I, 1973, 1571.
N. H. Leon and R. S. Asquith, Tetrahedron, 1970, 26, 1719.
288.289.290.291.292.293.294.295.296.297298.288.289.290.291.292.293.294.295.296.297298.Ibid., 1911, 44, 1693; 1912; 45, 137.,D. A. Konen, P. E. Pfeffer, and L. S. Silbert, Tetrahedron, 1976, 32, 2507 and refs, cited therein.,T. Takeshima, N. Fukada, T. Miyauchi, M. Muraoka, T. Yamamoto, ana T. Hayashi, J. C. S. Perkin I, 1974, 914.R. Gompper, B. Wetzel, and W. Elser, Tetrahedron Letters, 1968, 5519.Y. Hayashi, T. Akazawa, K. Yamamoto, and R. Oda, Tetrahedron Letter , 1971, 1781.Ibid., 1911, 44, 1693; 1912; 45, 137.,D. A. Konen, P. E. Pfeffer, and L. S. Silbert, Tetrahedron, 1976, 32, 2507 and refs, cited therein.,T. Takeshima, N. Fukada, T. Miyauchi, M. Muraoka, T. Yamamoto, ana T. Hayashi, J. C. S. Perkin I, 1974, 914.R. Gompper, B. Wetzel, and W. Elser, Tetrahedron Letters, 1968, 5519.Y. Hayashi, T. Akazawa, K. Yamamoto, and R. Oda, Tetrahedron Letter , 1971, 1781.C. Keiber, Ber. Deutsch. Chem. Ges., 1910, 43, 1252; C. Keiber and A. Schwarz,
288.
289.
290.
291.
292.
293.
294.
295.
296.
297
298.
288.
289.
290.
291.
292.
293.
294.
295.
296.
297
298.
Ibid., 1911, 44, 1693; 1912; 45, 137.,
D. A. Konen, P. E. Pfeffer, and L. S. Silbert, Tetrahedron, 1976, 32, 2507 and refs, cited therein.,
T. Takeshima, N. Fukada, T. Miyauchi, M. Muraoka, T. Yamamoto, ana T. Hayashi, J. C. S. Perkin I, 1974, 914.
R. Gompper, B. Wetzel, and W. Elser, Tetrahedron Letters, 1968, 5519.
Y. Hayashi, T. Akazawa, K. Yamamoto, and R. Oda, Tetrahedron Letter , 1971, 1781.
Ibid., 1911, 44, 1693; 1912; 45, 137.,
D. A. Konen, P. E. Pfeffer, and L. S. Silbert, Tetrahedron, 1976, 32, 2507 and refs, cited therein.,
T. Takeshima, N. Fukada, T. Miyauchi, M. Muraoka, T. Yamamoto, ana T. Hayashi, J. C. S. Perkin I, 1974, 914.
R. Gompper, B. Wetzel, and W. Elser, Tetrahedron Letters, 1968, 5519.
Y. Hayashi, T. Akazawa, K. Yamamoto, and R. Oda, Tetrahedron Letter , 1971, 1781.
J.-M. Beiner and A. Thuillier, Compt. rend. (C), 1972, 274, 642.
J. Meijer, P. Vermeer, and L. Brandsma, Rec. Trav. chim., 1973, 92, 601.
A. Treibs and R. Friess, Annalen, 1970, 737, 173.
Georee, J. Org. Chem., 1961, 26, 4235._ .nrTier
R. Mayer and H. Hartmann, Chem. Ber., 1964, 97, 1886; G. Le Coustum^ rndr,Y; Mollier, Bull. Soc. chim. France, 1971, 2958.
n ,?berg and IF. von Gentzkow, J. prakt. Chem., 1973, 315, 965.
299.300.299.300.Mayer and S. Scheithauer, J. prakt. Chem., 1963, 21, 214; Chem. Ber., 1^- 829.
299.
300.
299.
300.
H- Viola and R. Mayer, Z. Chem., 1975, 15, 348.
. Goerdeler and W. Teller, Tetrahedron Letters, 1972, 1513.
, , M Mizuta, Bull. Chem. Soc. Japan, 1972, 45, 3492.
306 302.303.304.305.306.307.308.309.310.311312.313.306 302.303.304.305.306.307.308.309.310.311312.313.5. Kato ana m . Internat j Sulfur chem. (Л), 1972, 2, 275.
306 302.
303.
304.
305.
306.
307.
308.
309.
310.
311312.
313.
306 302.
303.
304.
305.
306.
307.
308.
309.
310.
311312.
313.
S. Kato and ■ chem , ]968; 46 2255
R. Raap, laRschei(hauer, and R. Mayer, Z. Chem., 1972, 12, 133.
^' rZri and C. Pedersen, Acta Chem. Scand., 1961, 15, 1097.
К. , г П,,рИ H R Baccaro, O. Buchardt, G. E. Olsen, C. Pedersen, and KA, Chem. Scand., 1961, 15, 1109.
R iG'iZr H Weiss, and K.-J. Reubke, Annalen, 1970, 736, 166.
^HartkeandB. Seib, Arch. Pharm., 1970, 303, 625.
£ Rarnikow and G. Stickmann, Chem. Ber., 1967, 100, 1661.
. d Hendrickson and R. L. Martin, Austral. J. Chem., 1972, 25, 257.
, leder and M. Saquer, Bull. Soc. chim. France, 1975, 657.
; 7 Burgot, I. Masson, and J. Vialle, Tetrahedron Letters, 1976, 4775.
p j Ц7 Schuiji, L. Brandsma, and J. F. Arens, Rec. Trav. chim., 1966, 85,
p% J W Schuiji and L. Brandsma. Rec. Trav. chim., 1968, 87, 929.
о!- H Takahashi, K. Oshima, H. Yamamoto, and H. Nozaki, J. Amer. Chem. Soc., 1973 95 5803; L. Dalgaard. H Kolind-Andersen. and S.-O. Lawesson, Tetrahedron, 1973, 29, 2077; L Dalgaard, L. Jensen, and S.-O. Lawesson, ibid.,
1974 30, 93.
316.317.318.319.320.321.322.316.317.318.319.320.321.322.323.323.5 G Smith, J. Amer. Chern Soc., 1961, 83, 4285; K. D. McMichael, ibid,. 1967,'89, 2943.
316.
317.
318.
319.
320.
321.
322.
316.
317.
318.
319.
320.
321.
322.
323.
323.
5 G. Smith, Tetrahedron Letters, 1962, 979.
D. M. Vyas and G. W. Hay, Chem Comm., 1971, 1411; Canad. J. Chem., 1971, 49, 3755.
R. Mayer, S. Scheithauer, and D. Kunz, Chem. Ber., 1966, 99, 1393.
T. Takeshima, N. Fukada, T. Ishii, and M. Muraoka, J. C. S. Perkin I, 1976, 1706.
D. Rungwerth and K. Schwetlick, Z Chem., 1974, 14, 17.
S Achmatovicz, D. H. R. Barton, P. D. Magnus, G. A. Poulton, and P. J. West, Chem. Comm., 1971. 1014; J. C. S. Perkin I, 1973, 1567; D. H. R. Barton, M. Bolton, P. D. Magnus, K. G. Marathe, G. A. Poulton, and P. J. West, ibid., 1973, 1574.
324.325.326327.328.324.325.326327.328.D. H. R. Barton, M. Bolton, P. D. Magnus, P. J. West, G. Porter, and J. Wirz, J. C. S. Chem. Comm., 1972, 632; D. H. R. Barton, M. Bolton, P. D. Magnus, and P. J. West, J. C. S. Perkin I, 1973, 1580.
324.
325.
326
327.
328.
324.
325.
326
327.
328.
Wirz, J. C. S. Perkin II, 1973, 1307.
A. Ohno, T. Koizumi, and Y, Akasaki, Tetrahedron Letters, 1972, 4993.
M. Bogeinann, S. Petersen. O.-E. Schultz, and H Soil, in ‘Methoden der Orga- nischen Chemie’, ed. E Muller, Houben-Weyl, Berlin, 1955, vol. IX, p. 804.
G. Gattow and B. Krebs, Angew Chem., 1962, 74, 29: Z anorg Chem., 1963, 325, 15.
dand M- SeiP- Acta Chem. Scand., 1972, 26, 1860.
мК Mecke, and A. Luttringhaus, Z. Naturforsch., 1955, 10b. 367;
M L Shankaranaray ana and С. C. Patel, Canad. J. Chem., 1961, 39, 1633;
^' Schinke, P. Rosmus, and S. Scheithauer, J. prakt. Chem., 1970, 767.
andand^Ai/" danssen> Rec. Trav. chim,. i960, 79, 464; J. Fabian, H. Viola,
and
and
329 p Te,trahedron, 1967, 23, 4323.
330 H r r D- Martin, Chem. Ber., 1965, 98, 2063.
331' f'm and К- E- Wann, J. Org. Chem., 1961, 26, 4047.
j' с Aand S- Andreades, J. Org. Chem., 1969 34, 3011.
N H M-Г ond H' Hohage, Chem. Ber., 1973, 106, 1487.
J.' WnHmSOn and A- Sending, Chem. Ber., 1974. 107, 2345.
73;44,37,73;44,37,I Wcirtmann' G- Kiel, and G. Gattow, Z. anorg. Chem., 1970, 376, 335- H. YoAmAtA0' Gatt°w, Z. Naturforsch., 1969, 24b, 1194.
73;
44,
37,
73;
44,
37,
336.336.1949.’ " ^Sata, and S. Inokawa, Bull. Chem. Soc. Japan, 1971,
336.
336.
1375. S‘ftgh and M- ^ George, J. Org. Chem., 1971, 36, 615; 1972,
337SSakai,Y. Kiyohara, K. Itoh, andY. Ishii, J. Org. Chem., 1970, 35, 2347
'$Sakai,Y. Kobayashi, andY. Ishii,Chem. Comm., 1970, 235; J. OrgChem’
1971,36,1176.’*
338S.Sakai,H. Niimi, and Y.Ishii, J.Organometallic Chem., 1970, 25,C23
339S.Sakai,Y. Kuroda, and Y.Ishii, J.Org. Chem., 1972, 37, 4198.’
340^ M. G. Linkova, A. M. Orlov, О. V. KU'disheva, and I. L. Knunyantz Izvest
Akad. Nauk S. S. S. R., Ser. khim., 1969, 1148; уТинькова M. Г., Орлов A. M
Кильдишева О. В., Кнунянц И. Л. — Изв. АН СССР. Сер. хим 1969
.."’
341 К. Hasegawa, Т. Sasaki, and S. Hirooka, Bull. Chem. Soc. Japan, 1973 46
2894.’’
D. Leaver and W. A. H. Robertson, Proc. Chem. Soc., 1960, 252.
/. P. Ferraris, T. O. Roehler, A. N. Bloch, and D. O. Cowan, Tetrahedron Letters, 1973, 2553.
H.-M. Fischier and W. Hartmann, Chem. Ber., 1972, 105, 2769.
H. A. Staab and G. Walther, Annalen, 1962, 657, 98; W. Reid and В. M Beck ibid., 1961, 646, 96.’
E. J. Corey and R. A. E. Winter, J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 2677.
H. Yoshida, H. Matsuura, T. Ogata, and S. Inokawa, Bull. Chem. Soc Japan
44, 2289.’
D. L. Coffen, J. Q. Chambers, D. R. Williams, P. E. Garrett, and N. D. Canfield, J. Amer. Chem. Soc., 1971, 93, 2258.
D. Seebach, Chem. Ber., 1972, 105, 487.
/. A. Boerma, N. H. Nilsson, and A. Senning, Tetrahedron, 1974, 30, 2735.
B. R. O’Connor and F. N. Jones, J. Org. Chem., 1970, 35, 2002.
C. Djerassi, M. Gorman, F. X. Markley, and E. B. Oldenburg, J. Amer. Chem. Soc., 1955, 77, 568.
H. R. Nace, Org. Reactions, 1962, 12, 57; \Нэс Г. P. Органические реакции.
T. 12. Пер. с англ. М., Мир, с. 71].
A. Turbak, N. Burke, and D. Briageford, Chem. Eng. News, 1969, 47, No. 40, 41.
E. J. Corey, F. A. Carey, and R. A. E. Winter, J. Amer. Chem. Soc., 1965, 87, 934.
E. J. Corey and J. I. Schulman, Tetrahedron Letters, 1968, 3655.
D. Horton and C. G. Tindall, J. Org. Chem., 1970, 35, 3558.
IF. Hartmann, H.-M. Fischier, and H.-G. Heine, Tetrahedron Letters, 1972, 853;
W. Hartmann, L. Schrader, and D. Wendisch, Chem. Ber., 1973, 106, 1076.
M. Tichy and J. Sicher, Tetrahedron Letters, 1969, 4609.
W. K. Anderson and R. H. Dewey, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 7161.
J. A. Chongand J.R. Wiseman, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94,8627.
J. Daub, V.Trautz,and U. Erhardt, Tetrahedron Letters,1972,4435.
M. F. Semmelhack and R. D. Stauffer, Tetrahedron Letters, 1973, 2667.
E. Vedejs and E. S.C. Wu, J. Org. Chem., 1974, 39, 3641.
D. P. Bauerand R.S. Macomber, J. Org. Chem., 1976, 41,2640.
Y. Araki, Bull. Chem. Soc. Japan, 1970, 43, 252.
C. Christophersen and A. Holm, Acta Chem. Scand., 1970, 24, 1512.
K. Harano and T. Taguchi, Chem. Pharm. Bull. (Japan), 1972, 20, 23 ,
2357.,
T. Kawata, K. Harano, and T. Taguchi, Chem. Pharm. Bull. (Japan), 1973, > 604.
R. N. Hurd and G. DeLaMater, Chem. Rev., 1961, 61, 45.
Ref. 5, p. 762.
W. Walter and K.-D. Bode, Angew. Chem., 1966, 78, 517.
K. A. Petrov and L. N. Andreev, Russ. Chem. Rev., 1969, 38, 21.,.
W. Walter and J. Voss, in ‘The Chemistry of the Amide Group , ed. J.
cky, Interscience, London, 1970, p. 383.
WC Walter, Z. Chem., 1970, 10, 371.
E- Stewart and T. H. Siddall, Chem. Rev., 1970, 70, 517.
™L W. Walter and E. Schaumann, Chem. Ber., 1971, 104, 3361.
Sugisaki, T. Tanaka, and E. Hirota, J. Mol. Spectroscopy, 1947, 4»,•
379.380.381.382.383.384.385.379.380.381.382.383.384.385.386.387.388.389.390.386.387.388.389.390.391.391.392.393.394.392.393.394.395.396.397.398.399.395.396.397.398.399.400.400.401.402.403.401.402.403.404.405.406.407.408.409.410.411.412.413.414.404.405.406.407.408.409.410.411.412.413.414.
379.
380.
381.
382.
383.
384.
385.
379.
380.
381.
382.
383.
384.
385.
386.
387.
388.
389.
390.
386.
387.
388.
389.
390.
391.
391.
392.
393.
394.
392.
393.
394.
395.
396.
397.
398.
399.
395.
396.
397.
398.
399.
400.
400.
401.
402.
403.
401.
402.
403.
404.
405.
406.
407.
408.
409.
410.
411.
412.
413.
414.
404.
405.
406.
407.
408.
409.
410.
411.
412.
413.
414.
- H Siddall and W. E Stewart J. Q^. Chem., 1970, 35, 1019. T. H. Sid- 378- Li W E- Stewart and F D Knight, J. Phys. Chem., 1970, 74, 3580;
Moriarty, E.-L. Yen, FA. Curtis, C.-L. Yeh, J. L. Flippen, J. Karie j C Ramey, J. Amer. Chem. Soc., 1972, 94, 6871; W. Walter and. nl F Becker,L705; U1 Berg, Ыа. Chem. Scand. (B),
,676 30, 695; A. О Fulea and P E Krueger, Canad. J. Chem., 1977, 55, 227 rKiellin and J. Sandstrom, Acta Chem. Scand., 1973, 27, 209.
Walter and К. J- Reubke, Ref. 374, p. 477.
Uniter and E. Schaumann, Synthesis, 1971, 111.
Walter and E. Schaumann, Annalen, 1971, 743, 154.
^Voss and W. Walter, Annalen, 1968, 716, 209.
p д. Vingiello. MP. Rorer,andM. A. Ogliaruso, Chem. Comm., 1971, 329.
V A Jensen,H. R.Baccaro,and°- Buchardf, Acta Chem. Scand., 1963 17,
H. Eilingsfeld and M. Patsch, Angew. Chem., 1969, 81, 741; R. Tull and и Weinstock,ibid.,1969, 81,291;E. H. Axelrod, Ann. N. Y. Acad. Sci 1973
214, 14; E V-Burakevich, A.M. Lore, and G. P. Volpp, J. Qrg. Chem.’ 1970’
35 ’2102.
f’C Taylor and J. A. Zoltewicz, J. Amer. Chem. Soc., 1960, 82 2656 A Nakanishi and S. Oae, Chem. and Ind. (London), 1973, 274.
H Eilingsfeld, M. Seefelder, and H. Weidinger, Chem. Ber., 1963, 96, 2671 Z' Janousek and H. G. Viehe, Angew. Chem., 1971, 83, 615.
P Reynaud, R. C. Moreau, and J.-P. Samama, Bull. Soc. chim. France, 1965 3623, 3628; P. Reynaud, R. C. Moreau, and P. Fodor, Compt. rend. (C), 1967,’
264, 1414.
IF. Walter and К. E Reubke, Tetrahedron Letters, 1938, 5973; H. C. Brown and R. Pater, J. Org. Chern., 1965, 30, 3739; H. Eilingsfeld, Chem. Ber., 1965, 98, 1308.
p D. Callaghan and M, S. Gibson, J. Chein. Soc. (C), 1970, 2106.
д' M. Lamazou^re, J. Soilropoulos, and P. Bedos, Compt. rend. (C), 1967, 265 99.
K. A. Jensen and C. Pedersen, Acta Chem. Scand., 1961, 15, 1087; F. Kurzer, Chem. and Ind. (London), 1961, 1333; G. C. Barrett, J. Chem. Soc., 1965, 2825
IF. Walter and M. Radke, Annalen, 1970, 739, 201; 1973, 636.
S. E. Ellzey and С. H. Mack, J. Org. Chem., 1963, 28, 1600.
К. K. Ginwala and J. P. Trivedi, J. Indian Chem. Soc., 1971, 48, 791.
IF. Walter and J. Krohn, Annalen, 1973, 476.
Darre, A.-M. Lamazou^re, and J. Sotiropoulos, Bull. Soc. chim. France, 1975, 829.
M. von Strandtmann, S. Klutchko, D. Connor, and J. Shauel, J. Org. Chem., 1971, 36, 1742.
Barnikow, H. Kunzek, and D. Richter, Anfialen, 1966, 695, 49.
M. Regitz and A. Liedhegener, Annalen, 1967, 710, 118.
V. M. Neplyuev, M. G. Lekar, R. G. Dubenko, and P. S. Pel’kis, Zhur. org. Khim., 1971, 7, 2352; V. M. Neplyuev, T. A. Sinenko, R. G. Dubenko, and P. S. Pel’kis, ibid, 1973, 9, 347; Неплюев В. M„ Лекарь М. Г., Дубен- ко Р. Г., Пелькис П. С.— Ж. орг. хим., 1971, 7, 2352; Неплюев В. М„ Си- ненко Т. А., Дубенко Р. Г., Пелькис П. С. — там же, 1973, 9, 347.
0. Tsuge and A. Inaba, Bull. Chem. Soc. Japan, 1973, 46, 2221.
J. P. Chupp and R. E. Weiss, J. Org. Chem., 1968, 33, 2357.
E. P Papadopoulos, J. Org. Chem., 1973, 38, 667.
A. Treibs, L. Schulze, F.-H. KreuZer> апс^ H.-Q. Kolm, Annalen, 1973, 207. F. Asinger, IF. Schdfer K. Halcour, A. Saus, and H. Triem, Angew. Chem., 1963, 75, 1050.
Д Maier, Helv. Chim. Acta, 1970, 63, 1216- о №аУег and E Wehl, Angew. Ch?nj., 1964, 76, 861. £ Wawzonek and Q. R. Harden, J. Qrg. Chem., 1966, 31, 3580. w. G. Toland, J. Org. Chem., 1962, 27,"869.
R- Mayer, IF. Thiel, and H. Viola, Z. Chem., 1976, 16, 396.
Matsuda and Y, Takada, Internal. J. Sulfur Chem. (A), 19/2, 2, 89.
415 D. St. C. Black and K. G. Watson, Angew. Chem, 1972, 84, 34; Austral. J Chern., 1973, 26, 2177.'
416 H Viola, S. Scheithauer, and R. Mayer, Chem. Ber., 1968, 101, 3517
417. W. Walter and R. F. Becker, Annalen, 1969, 725, 234.'
418 N^ H. Nilsson, Л. Senning, S. Karlsson, and J. Sandstrom, Synthesis 1972 ' 314.’’
G. C. Barrett, J. Chem. Soc. (C), 1971, 1380.
420^ K. Sugimoto and M. Ohta, Bull Chem Soc. Japan, 1973, 46, 2921.
A. R. McCarthy, W. D. Ollis, and C. A. Ramsden, J. C. S. Perkin I, 1974, 627
T. Hino, M. Nakagawa, T. Hashizume, N. Yamaji, Y. Miwa, K. Tsuneoka and S. Akahoshi, Tetrahedron, 1971, 27, 775.’
G. Wagner and S. Leistner, Pharmazie, 1972, 27, 59.
A. Halleux, H. Reimlinger, and H. G. Viehe, Tetrahedron Letters, 1970, 3141.
W. Walter, M. F. Sieveking, and E. Schaumann, Tetrahedron Letters’ 1974
’’
W. Walter and J. Krohn, Chem. Ber, 1969, 102, 3786.
W. Walter and J. Krohn, Annalen, 1973, 443
H. Bohme and H.-H. Hotzel, Arch. Pharm, 1967, 300, 241.
H. C. Brown and R. Pater, J. Org Chem., 1965, 30, 3739.
J. J. Fitt and H. W. Gschwend, J. Org. Chem.. 1976, 41, 4029.
D. Enders and D. Seebach, Angew Chem., 1973, 85, 1 104; B. Banhidai and U. Schollkopf, ibid., 1973, 85, 861.
W. Walter and R. F. Becker, Annalen, 1972, 755, 145.
D. C. Schroeder, Chem. Rev., 1955, 55, 181
Ref. 326, pp. 799, 884.
W. Walter and K.-P. Ruess, Annalen, 1971, 743, 167; ibid., 1971, 746. 54.
W. Walter, E. Schaumann, and H. Rose, Tetrahedron, 1972, 28, 3233; G. Isaks- son and J. Sandstrom, Acta Chem. Scand., 1970, 24, 2565; P. Hanson and D. A. R. Williams, J. C. S. Perkin II, 1973, 2162.
H. Kessler and D. Leibfritz, Tetrahedron Letters, 1970, 1595.
K. A. Jensen, U. Anthoni, B. Kdgi, C. Larsen, and C. Th. Pedersen, Acta Chem. Scand., 1968, 22, 1.
Ref. 326, p. 905.
W. Walter and H. Schlichting, Annalen, 1973, 1210.
F. Kurzer and M. Wilkinson, Chem. Rev., 1970, 70, 111.
J. F. Willems, Fortschr. chem. Forsch., 1965, 5, 147.
A. Kjaer, R. Zahradnik, K- Dusek, and J. Klaban, Acta Chem. Scand., 1962, 16, 2041.
J. Voss, Annalen, 1971, 746, 92.. r .
V. V. Mozolis and S. P. Jokubaitite, Russ. Rev., 1973, 42, 587; Uspekhi Jxhini, 1973, 42, 1310; Шозо.шс В. В., Иокубайтите С. П.— Усп. хим., 1973, 42, 1310].
G. Kempter, H.-J. Ziegner, and G. Moser, Z. Chem., 1971, U, 12.
S. Sakai, Y. Asai, Y. Kiyohara, K. Itoh, and Y. Ishii, Organometallic Chem. Synth., 1970—1971, 1, 45".
H. Hartmann and I. Reuther, J. prakt. Chem., 1973, 315, 144.
U. Anthoni, C. Larsen, and P. H. Nielsen, Acta Chem. Scand., 1968, 22, зи .
F. Kurzer, Chem. Rev., 1956, 56, 95.
G. T6th, I. Toth, and L. Toldy, Tetrahedron Letters, 1969, 5299.-
H. Kessler, H, 0. Kalinowski, and C. von Chamier, Annalen, 1969, 727,
R. S. Shadbolt, J. Chem. Soc. (C), 1971, 1667.
A. Taurins and .4. Blaga. J. Heterocyclic Chem., 1970, 7, 1137....
D. L. Trepanier and P E. Krieger, J. Heterocyclic Chem., 1970, 7, 1231,■>
1971, 8, 621.
M. J Janssen and J. Spoelstra, Z. Chem., 1970, 10, 391.
R. A. Coburn, B. Bhooshan, and R. A. Glennon, J. Org. Chem., I97d,>
3947.. -g.
458' i /o^e- A- B- Tomchin, and G. A. Shirokii, Zhur. ore. Khim., 1971, 7, 1 - \-79*Фв И" C'’ Томчин A- Б« Широкий Г. A. — Ж. орг, хим., IV/ь ’
459.459.460.461.462.463.464.465.466.467.466.469.470.471.472.473.474.475.476.477,478,479.480.481.482.483484485486487.488.489,490.491.492.493.494.495.496.497.498.499.500.501.502.460.461.462.463.464.465.466.467.466.469.470.471.472.473.474.475.476.477,478,479.480.481.482.483484485486487.488.489,490.491.492.493.494.495.496.497.498.499.500.501.502.
459.
459.
460.
461.
462.
463.
464.
465.
466.
467.
466.
469.
470.
471.
472.
473.
474.
475.
476.
477,
478,
479.
480.
481.
482.
483
484
485
486
487.
488.
489,
490.
491.
492.
493.
494.
495.
496.
497.
498.
499.
500.
501.
502.
460.
461.
462.
463.
464.
465.
466.
467.
466.
469.
470.
471.
472.
473.
474.
475.
476.
477,
478,
479.
480.
481.
482.
483
484
485
486
487.
488.
489,
490.
491.
492.
493.
494.
495.
496.
497.
498.
499.
500.
501.
502.
V в. Galstukhova, I. M. Berzina, and M. N. Shchukina, Zhur. org Khlm 1973, 9, №70; ^[Галстухова H. Б., Берзина И. M., Щукина М. Я. —Ж. орг. Ху”к Choubey, Current Sei., 1971, 40, 322; P. N. Bhargava and R Shyam ibid., 1973, 42, 527.’
у fwakura, T. Kaya, and, K. Kurita, Bull. Chem. Soc. Japan, 1970, 43, 2531. L, 0. Carlsson and J. Sandstrom, Acta Chem. Scand., 1970, 24, 299.
U Anthoni, C. Larsen, and P. H. Nielsen, Acta Chem. Scand., 1969 23, 1231 Walter and K.-P. Ruess, Annalcn, 1974, 225, 243, 253.
r C. Paul, R. K. Chauhan, and R. Parkash, Indian J. Chem., 1973 11, 380 / Goerdeler and J. Ulmen, Chem. Ber., 1972, 105, 1568.
M Mikolajczyk and I. Luczak, Chem. and Ind. (London), 1972, 76.
R T. Wragg, Tetrahedron Letters, 1970, 3931.
j." Goerdeler, H. Lohmann, R. Losch, and S. Raddatz, Tetrahedron Letters. 1971, 2765.
Cm. cc. 326, p. 867.
Cm. cc. 326, p. 790.
G C. Dousmanis, T. M. Sanders, С. H. Townes, and H. J. Zeiger, J Chem Phys., 1953, 21, 1416.
Cm. cc. 25, p. 57.
E. Svatek, R. Zahradnik, and A. Kjaer, Acta Chem. Scand., 1959, 13, 442.
R Zahradnik, D. Vlachova, and L Koutecky, Coll. Czech. Chem. Comm., 1962, 27, 2336.
M. O. Lozinskii and P. S. Pel’kis, Russ. Chem. Rev., 1968, 37, 363; \Лозин- ский M. О., Пелькис П. С. — Усп. хим.., 1968, 37, 840].
R. Esmail and F. Kurzer, Synthesis, 1975, 301.
J. Goerdeler and H. Ludke, Chem. Ber., 1970, 103, 3393; J. Goerdeler, J. Haag, C. Lindner, and R. Losch, ibid., 1974, 107, 502.
M. G. EttUnger and A. J. Lundeen, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 78, 4172; 1957, 79, 1764.
A. Kjaer, Fortschr. Chem. org. Naturstoffe, 1960, 18, 122.
G. Barnikow and T. Gabrio, Z. Chem., 1968, 8, 142.
A. Haas and W. Klug, Angew. Chem., 1967, 79, 978.
K. Schulze, W. Mai, and M. Miihlstadt, Z. Chem., 1977, 17, 58.
G. Barnikow and W. Abraham, Z. Chem., 1968, 8, 335.
A. R. Sayigh, H. Ulrich, and I. S. Potts, J. Org. Chem., 1965, 30, 2465. J. E. Hodgkins and W. P. Reeves, J. Org. Chem., 1964, 29, 3098; G. J. M. van der Kerk, C. W. Pluyders, and G. de Vries, Org. Synth., 1965, 45, 19.
Martin, E. Beyer, and H. Gross, Chem. Ber., 1965, 98, 2425.
Fujita, R. Endo, and K- Murayama, Chem. Letters, 1973, 883.
C. Jochims and A. Seeliger, Angew. Chem., 1967, 79, 151; J. C. Jochims, Chem. Ber., 1968, 101, 1746.
Dickore and E. Kuhle, Angew. Chem., 1965, 77, 429; K. Hartke, Arch. Pharm., 1966, 299, 174.
Betg, J. C. S. Chem. Comm., 1974, 122.
H. A. Staab and G. Walther, Annalen, 1962, 657, 104.
U. Anthoni, C. Larsen, and P. H. Nielsen, Acta Chem. Scand., 1966, 20, 1714; 1967, 21, 1201. 2061.„
G. F. Ottmann and H. Hooks, Angew. Chem., 1966, 78, 748.
J. H. Boyer and V. T. Ramakrishnan, J. Org. Chem., 1972, 37, I360-
L S. Luskin, G. E. Gantert, and W, E. Craig, J. Amer. Chem. Soc., 1956, 78, 4965.
/. Shahak and У. Sasson, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, 3440.
J. Goerdeler and H. Schenk, Chem. Ber., 1965, 98, 2954, H. Schenk, ibid., 1966, 99, 1258.
Hoppe, Angew. Chem., 1973, 85, 909.
C. Barrett, в cc. 1, chapter 2; vol. 2, chapter 1; vol. 3, chapter 1.
Barnikow, J. prakt. Chem., 1966, 34, 251..
W. Hoffmann, K- Steinbach, and B. Dittrich, Chem. Ber., 1973, 106,
2174.
503.504.505.506.503.504.505.506.507.507.508.509.510.511.512.513.508.509.510.511.512.513.514.515.516.517.514.515.516.517.518.519.520.518.519.520.521.521.522.523.522.523.524.525.524.525.526.527.526.527.528.529.530.531.528.529.530.531.Acta Chem.30, 904.Acta Chem.30, 904.n i Durant J Chem. Soc. (C), 1967, 92.
503.
504.
505.
506.
503.
504.
505.
506.
507.
507.
508.
509.
510.
511.
512.
513.
508.
509.
510.
511.
512.
513.
514.
515.
516.
517.
514.
515.
516.
517.
518.
519.
520.
518.
519.
520.
521.
521.
522.
523.
522.
523.
524.
525.
524.
525.
526.
527.
526.
527.
528.
529.
530.
531.
528.
529.
530.
531.
Acta Chem.
30, 904.
Acta Chem.
30, 904.
ТбоЖга.» r after Chem. Ber., 1971. 104, 1606. 3498; Л ^ ^
D ° w'Angeli S. >972 84, 956.
D St C Black and K. G. Watson, Tetrahedron Letters, 1972, 4191; Austral
J Chem 1973, 26, 2473.
J Becher and E. G. Frandsen, Tetrahedron Letters, 1976, 3347;
Scand. (B), 1976, 30, 863; Tetrahedron, 1977, 33, 341.
J Becher and E. G. Frandsen, Acta Chem. Scand. (B), 1976, R. Hull, J. C. S. Perkin I, 1973, 2911.
J. Goerdeler and M. Bischoff, Chem. Ber., 1972, 105, 3566.
H. Bohme and W. Hover, Annalen, 1971, 748, 59.
E. Schaumann, S. Sieveking, and W. Walter, Chem. Ber., 1974,
E. Schaumann, S. Sievektng, and W. Walter, Chem. Ber., 1974, 107, 3589P A Smith and R. O. Kan, J. Amer. Chem. Soc., 1960, 82, 4753; J Ore Chem., 1964, 29, 2261.A E. Finholt, C. D. Anderson, and C. L. Agre, J. Org. Chem,. 1953, 18 1338 Ref. 326, p. 823.W. Walter and K.-D. Bode, Angew. Chem., 1967, 79, 285.E. Schaumann, S. Sievektng, and W. Walter, Chem. Ber., 1974, 107, 3589P A Smith and R. O. Kan, J. Amer. Chem. Soc., 1960, 82, 4753; J Ore Chem., 1964, 29, 2261.A E. Finholt, C. D. Anderson, and C. L. Agre, J. Org. Chem,. 1953, 18 1338 Ref. 326, p. 823.W. Walter and K.-D. Bode, Angew. Chem., 1967, 79, 285.G. Gattow and V. Hahnkamm, Angew. Chem., 1966, 78, 334; Z. anorg Chem 1969,364,161.
E. Schaumann, S. Sievektng, and W. Walter, Chem. Ber., 1974, 107, 3589
P A Smith and R. O. Kan, J. Amer. Chem. Soc., 1960, 82, 4753; J Ore Chem., 1964, 29, 2261.
A E. Finholt, C. D. Anderson, and C. L. Agre, J. Org. Chem,. 1953, 18 1338 Ref. 326, p. 823.
W. Walter and K.-D. Bode, Angew. Chem., 1967, 79, 285.
E. Schaumann, S. Sievektng, and W. Walter, Chem. Ber., 1974, 107, 3589
P A Smith and R. O. Kan, J. Amer. Chem. Soc., 1960, 82, 4753; J Ore Chem., 1964, 29, 2261.
A E. Finholt, C. D. Anderson, and C. L. Agre, J. Org. Chem,. 1953, 18 1338 Ref. 326, p. 823.
W. Walter and K.-D. Bode, Angew. Chem., 1967, 79, 285.
J. L. Fourquet, Bull. Soo. chim. France, 1969, 3001.
R. A. Bauman, Tetrahedron Letters, 1971, 419.
A. Liden and J. Sandstrom, Acta Chem. Scand., 1973,
mann, Tetrahedron Letters, 1971, 1221, 1971, 75, 1067; D. Gattegno and A. 701.
27, 2567; В. U. Schlott- Wilson, J. Phys. Chem., Tetrahedron, 1974, 30,27, 2567; В. U. Schlott- Wilson, J. Phys. Chem., Tetrahedron, 1974, 30,4051; N. К. M. Giuliani,4051; N. К. M. Giuliani,U. Anthoni, Acta Chem. Scand., 1966, 20, 2742; U. Anthoni, В. Л1. Dahl, C. Larsen, and P. H. Nielsen, ibid., 1969, 23, 1061; 1970, 24, 959.J. C. Sauer, J. Org. Chem., 1959, 24, 1592.A. O. Fitton, A. Rigby, and R. J. Hurlock, J. Chem. Soc. (C), 1969, 230;A. O. Filton, M. Qntob, and W. Barber, ibid., 1971, 1245.N. Kreutzkamp. H. Y. Oei, and H. Peschel, Arch. Pharin., 1971, 304, 649.A. P. Sineokov, F. N. Gladysheva, and V. S. Etlis, Khim. geterotsikl. Soedi- nenii, 1970, 611; [Синеокое А. П., Гладышева Ф. H., Этлис В. С. — ХГС, 1970, 611].Т. A. Foglia, L. М. Gregory, G. Maerker, and S. F. Osman, J. Org. Chem., 1971, 36, 1068.N. E. Heimer and L. Field, J. Org. Chem., 1970, 35, 3012..N. H. Nilsson, C. Jacobsen, 0. N. Sorensen, N. K. Haunsoe, and A. Senmng, Chem. Ber., 1972, 105, 2854._B. Cross, R. J. G. Searle, and R. E. Woodall, J. Chem. Soc. (C), 1971, D Martin and S. Rackow, Z. Chem., 1969, 9, 21.„„ . ,oQU. Anthoni, C. Larsen, and P. H. Nielsen, Acta Chem. Scand., 1969, 23,-3385.U. Anthoni, Acta Chem. Scand., 1966, 20, 2742; U. Anthoni, В. Л1. Dahl, C. Larsen, and P. H. Nielsen, ibid., 1969, 23, 1061; 1970, 24, 959.J. C. Sauer, J. Org. Chem., 1959, 24, 1592.A. O. Fitton, A. Rigby, and R. J. Hurlock, J. Chem. Soc. (C), 1969, 230;A. O. Filton, M. Qntob, and W. Barber, ibid., 1971, 1245.N. Kreutzkamp. H. Y. Oei, and H. Peschel, Arch. Pharin., 1971, 304, 649.A. P. Sineokov, F. N. Gladysheva, and V. S. Etlis, Khim. geterotsikl. Soedi- nenii, 1970, 611; [Синеокое А. П., Гладышева Ф. H., Этлис В. С. — ХГС, 1970, 611].Т. A. Foglia, L. М. Gregory, G. Maerker, and S. F. Osman, J. Org. Chem., 1971, 36, 1068.N. E. Heimer and L. Field, J. Org. Chem., 1970, 35, 3012..N. H. Nilsson, C. Jacobsen, 0. N. Sorensen, N. K. Haunsoe, and A. Senmng, Chem. Ber., 1972, 105, 2854._B. Cross, R. J. G. Searle, and R. E. Woodall, J. Chem. Soc. (C), 1971, D Martin and S. Rackow, Z. Chem., 1969, 9, 21.„„ . ,oQU. Anthoni, C. Larsen, and P. H. Nielsen, Acta Chem. Scand., 1969, 23,-3385.532.533.534.535.536.537.532.533.534.535.536.537.538.538.K. A. Jensen and A. Holm, Acta Chem. Scand., 1964, 18, 826; K. A. Jense, M. Due, and A. Holm, ibid., 1965, 19, 438; E. Grigat and R. Рч^г, cnen. Ber., 1964, 97, 3022; D. Martin and W. Mucke, ibid., 1965, 98, 20o9.
27, 2567; В. U. Schlott- Wilson, J. Phys. Chem., Tetrahedron, 1974, 30,
27, 2567; В. U. Schlott- Wilson, J. Phys. Chem., Tetrahedron, 1974, 30,
4051; N. К. M. Giuliani,
4051; N. К. M. Giuliani,
U. Anthoni, Acta Chem. Scand., 1966, 20, 2742; U. Anthoni, В. Л1. Dahl, C. Larsen, and P. H. Nielsen, ibid., 1969, 23, 1061; 1970, 24, 959.
J. C. Sauer, J. Org. Chem., 1959, 24, 1592.
A. O. Fitton, A. Rigby, and R. J. Hurlock, J. Chem. Soc. (C), 1969, 230;
A. O. Filton, M. Qntob, and W. Barber, ibid., 1971, 1245.
N. Kreutzkamp. H. Y. Oei, and H. Peschel, Arch. Pharin., 1971, 304, 649.
A. P. Sineokov, F. N. Gladysheva, and V. S. Etlis, Khim. geterotsikl. Soedi- nenii, 1970, 611; [Синеокое А. П., Гладышева Ф. H., Этлис В. С. — ХГС, 1970, 611].
Т. A. Foglia, L. М. Gregory, G. Maerker, and S. F. Osman, J. Org. Chem., 1971, 36, 1068.
N. E. Heimer and L. Field, J. Org. Chem., 1970, 35, 3012..
N. H. Nilsson, C. Jacobsen, 0. N. Sorensen, N. K. Haunsoe, and A. Senmng, Chem. Ber., 1972, 105, 2854._
B. Cross, R. J. G. Searle, and R. E. Woodall, J. Chem. Soc. (C), 1971, D Martin and S. Rackow, Z. Chem., 1969, 9, 21.„„ . ,oQ
U. Anthoni, C. Larsen, and P. H. Nielsen, Acta Chem. Scand., 1969, 23,-
3385.
U. Anthoni, Acta Chem. Scand., 1966, 20, 2742; U. Anthoni, В. Л1. Dahl, C. Larsen, and P. H. Nielsen, ibid., 1969, 23, 1061; 1970, 24, 959.
J. C. Sauer, J. Org. Chem., 1959, 24, 1592.
A. O. Fitton, A. Rigby, and R. J. Hurlock, J. Chem. Soc. (C), 1969, 230;
A. O. Filton, M. Qntob, and W. Barber, ibid., 1971, 1245.
N. Kreutzkamp. H. Y. Oei, and H. Peschel, Arch. Pharin., 1971, 304, 649.
A. P. Sineokov, F. N. Gladysheva, and V. S. Etlis, Khim. geterotsikl. Soedi- nenii, 1970, 611; [Синеокое А. П., Гладышева Ф. H., Этлис В. С. — ХГС, 1970, 611].
Т. A. Foglia, L. М. Gregory, G. Maerker, and S. F. Osman, J. Org. Chem., 1971, 36, 1068.
N. E. Heimer and L. Field, J. Org. Chem., 1970, 35, 3012..
N. H. Nilsson, C. Jacobsen, 0. N. Sorensen, N. K. Haunsoe, and A. Senmng, Chem. Ber., 1972, 105, 2854._
B. Cross, R. J. G. Searle, and R. E. Woodall, J. Chem. Soc. (C), 1971, D Martin and S. Rackow, Z. Chem., 1969, 9, 21.„„ . ,oQ
U. Anthoni, C. Larsen, and P. H. Nielsen, Acta Chem. Scand., 1969, 23,-
3385.
532.
533.
534.
535.
536.
537.
532.
533.
534.
535.
536.
537.
538.
538.
J. R. Grunwell, J. Org. Chem., 1970, 35, 1500.
E. Fanghdnel, J. prakt. Chem., 1975, 317, 123.„„ „ Vol 4,
W- W" Leuis- E- Jaul- and E- E Ritter’ Or^3980.
307i ^' s- Newman and H. A. Karnes, J. Org. Chem., 1966, 3 , M.S Newman and F. W. Hetzel, J. Org. Chem., 1969, 34, 3604 H r. Takami, K. Tokuyama, S. Wakahara, and T. Maeda, Chem. Phar . (Japan), 1973, 21, 329.л
. Takami, S. Wakahara, and T. Maeda, Chem. Letters, 1972, 159; •1973,
Тгп^а^!1а^ S- Wakahara, and T. Maeda, Chem. Pharin. Bull. (^aPa.nZ' , o94; F. Takami, S Wakahara, and T. Maeda, ibid., 1972, 20,। щ;
ГL AsPda’ a"d c- L. Chakrabarti, Analyt. Chem. 1969 41,
l97°- 74- 8C>0; К. I. Aspila, V. S. Sastri, and C. L. cna bwh, lalanta, 1969, 16, 1099
inris К. 1- Aspila, and C. L. Chakrabarti, Analyt. Chern., 1970, 42, 647;
1- 'vandebeek, S. J. Joris, К. I. Aspila, and C. L. Chakrabarti, Canad. J.
R-°" 1670 48, 2204.
^ет'ьпт£ S. Wakahara, and T. Maeda. Chern. Letters, 1972, 409; F. Ta- 54O. ^^ X Tokuyama, S. Wakahara, and T. Maeda, Chern. Pharm. Bull. (Japan),
C^ouss^^- Babadjamian, M. Chanon, and J. Metzger, Z. Chern., 1970, 10,
1^2д Bafford, F. Chanon, M. Chanon, and J. Metzger, Bull. Soc. chim. Fratl- 542- ,q7o о/,.
^ L Bezobrazoo, V. P. Brysova, and R. A. Gukoua, Zhur. org. Khim., 1971, 543. ^ 2282; [Безобразов Ю. H., Брызова В. П., Гукова Р. А.— Ж. орг. хим., о ^Hahnkamm and G. Gattow, Z. anorg. Chern., 1970, 375, 221.
v Kreutzkamp and H. Peschel, Arch. Pharm., 1971, 304, 477.
5*5- т Makai H. Kawaoka, and M Okawara, Bull. Chern. Soc. Japan, 1969, 42, 546. T Nakai У Ueno, and M. Okawara. ibid.. 1970. 43. 156.
и Kwart and E. R. Euans, J. Org. Chern., 1966, 31. 460; K. Miyazaki, Tetra- 547- hedron Letters, 1968, 2793; A. Kaji, Y. Araki, and K. Miyazaki, Bull. Chern, lanan 1971, 44, 1393.
о 7 fIpM and p R. Engelhardt, J. Org. Chern., 1970, 35, 3647; H.-L Kurth, ^^ ri Kraatz and F. Korte, Chem. Ber. 1973, 106, 2419.
=io R E Hackler and T. W. Balko, J. Org. Chem., 1973, 38, 2106.
T Hayashi, Tetrahedron Letters, 1974, 339.
W В Ankers, C. Brown, R. F. Hudson, and A. J. Lawson, J. C. S. Chem. 00 ’ Comm. 1972, 935.
"9 R F Hudson, A. J. Lawson, and E. A. C. Lucken, Chem. Comm., 1971, 807. 5Й C Brown, R. F. Hudson, and A. /. Lawson, J. Amer. Chem. Soc., 1973, 95, " 6500.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
кислотакислотакислотакислота278, 290278, 290
кислота
кислота
кислота
кислота
278, 290
278, 290
Адамантан 238, 497 1-(2-аминоэтилтно)- 231 иод- 526 1-хлор- 231
Адамаитанон 138
Адамантансульфинилхлорид 497
Адамантантиол 138
Адамантантион 565, 585, 593, 598, 599
S-оксид 609
Азетидинотназолин, производные 419
Азетидинсульфиновые кислоты 419, 421, 423, 424
Азиридины 686
получение 39, 57, 362, 379, 409
реакции 158, 161, 229, 273
структура 440
Азобеизолсульфенилбромид 425
Азобензолсульфенилиодид 425
Азобензолсульфенилхлорид 425
Акридин, производные 290
тио- 574
Акролеин, тио- 568
Аланин
3-метилсульфенил- 254
Р-хлор- 145
Аланин-З-сульфиновая кислота 147 Алкантнолы галоген- 157 гидрокси- 155—157
Алкентнолы 152, 154
Алкинтиолы 152, 155
Алленилтрихлорметилсульфоксид 438
Аллиин 254, 462
Аллилтиоцианат, у.У-Диметил- 477
(2-Аллнл-З-феннлциклопроппл) - сульфоксид 279
S-Аллил-Б-цистекнилсульфоксид 254
Аллицин 462
Альдегиды, тио- 565 сл.
S-оксиды 610 сл.
Амиды, тио- 602, 630, 631, 646 сл„ 683
S-оксиды 613
Андерсена синтез 255, 260, 261, 300
Андростан, эпитнопропзводиое 464
Андростеи-4-дпон-2,17 272
Анизол, тио- 175
Анилин, сульфирование 513
Аиилннсульфокнслота 513
Антабус 685
Антрахипои-1,4-дпсульфеиовая кислота 418, 424
Антрахиноп-1,5-днсульфеновая кислота 418, 420
Антрахинон-1,4-дпсульфоновая кислота 424
Антрахинон-1-сульфеновая 418, 420, 421, 424 4-амино- 418
Антрахинон-2-сульфеновая 418, 420
Антрахинонтиол-1 421 Антрацен, производные 144 Апикофильность 25 сл. Аранотин 446
Арбузова — Михаэлиса реакция 53 79, 478
Аспарагузовая кислота 134, 159
Ацетальдегиддисульфокислота 512
Ацетилацетон, тно-
гексафтор- 573
диоксид 617
Ацетилфторид, тио-, трифтор- 635
Ацетилфторсульфат, трифтор- 562 Ацетон
гексафтор- 31, 115
тио- 568, 579
бензоил- 578
гексафтор- 575, 585, 590, 595, 596 тпобензонл 578
Ацетоуксусная кислота, тио- 580 эфиры 578, 580, 631
Ацетофенон, тио- 565, 570
Ацилгалогепиды, тио
получение 662, 629
реакции 623, 630, 642, 652
Аэругинозин 508
Бензальдегид, тио- 568
Бензил
дитно- 579, 583
монотио- 574, 579, 583, 595
Бензплметилсульфнд 178
Беизплметилсульфокспд 284, 285, 291, 293
Бензил метнлсульфон 337
Бензиловая кислота, тио- 162
Бензилтолилсульфид 260
Бепзилтолилсульфокспд 264, 438
Бепзплфенилсульфокспд 282
Бензонлтпоцнанаты 476
Бензоилхлорид
тио- 578, 623, 627, 652
S-оксид 611 2-тиоциапато- 479 Бензойная кислота дитио- 157, 622, 633, 635 2-меркапто- 443„
2-нитро-5-тноцнанато- 47э, * тио- 476, 623 амид 657
йеязойная кис^а
гнДРаЗИА8б5|24 634, 636
=fpcy,bNP»=»™= 512’ 513 и»’' (производные)
Б 14.диамино- 515
^Z^.-r^aTo. 476
бй'4х^"’“ 534,643
В^змсульфе^
6изол4с2ульфекилхлорид 426, 430, 449
О 4-дИНИТрО- 42У СЛ.,
4-хлор- 427, 430
2-хлорформил-
Бензолсульфеновая кислота 420,
435 сл., 444
2,4-динитро- 427
2-нитро- 418
2-нитро-4-трнфторметил- 420
Бензолсульфинилхлорид 496, 497
4-нптро- 496
Бензолсульфиновая кислота 500
4-винил- 496
Бензолсульфоннлазид 542—544
Бензолсульфониламид, 4-нитро- 528
Бензолсульфонилгидразид, триизопропил- 538
Бензолсульфонилпероксид, 3-нитро-
524
Бензолсульфонилфторид 523
Бензолсульфонилхлорид 449, 529
Бензолсульфоновая кислота 502,
527
2-бром- 526
1,4-диамино- 515
2-нитро- 525
2,4,6-трииитро- 428, 515
Бензолтиол 143, 144, 305, 490
пентафтор- 132
Бензоилтиолсульфиновая кислота 464, 465
Бензофенон, тио- 568
получение 566, 570
Реакции 585, 587, 589, 597 сл.
спектры 568
ензоФенон, тио- (производные) 570,
DOD
4,4'-бис(диметиламино)- 567, 568
-дибром- 568
М -диметил- 568
-диметокси- 568
Брпп 'Дихл°Р- 568
Щи механизм 20 сл.
фид^” УВДецен'5’ил) Дисуль-
иУРеты, тио- 666, 672
Бицикло [2.2.2] октадиен-2,5-дикарбо- новая-2,3 кислота, 8-тиа- 618
Борнен-2 540
Бунте соли 442
Бутадиен-1,3, 2-фенилтно- 329
Бутадиенсульфоны 333
Бутандитиол-2,3 158
Бутановая кислота
диметил-З-оксо-, дитио- 632 тио- 623, 624
Бутансульфеновая кислота 420, 421 Бутантиолы
диметил- 148
3-хлор- 157
Бутантиоп-2
3,3-диметил- 568, 579, 593
3-метил- 568
трет-Бутилметилсульфид 175 трет-Бутилметилсульфоксид 420 трет-Бутилметнлсульфон 337 втор-Бутил-З-метилтиоаллилсульфид
(Бутил-2) пропенилдисульфид 135 трет-Бутил-п-толилсульфид 260 трет-Бутил-п-толилсульфоксид 260 Бутилфенилтиокетон, п-метокси- 570
Бэмфорда — Стивенса реакция 539, 540
Вагнера — Меервейна перегруппировка 539
Вильгеродта — Киндлера реакция 654
Вильсмейера — Хаака реакция 570
Винилметилсульфоксид 352 Винилсульфиды 190, 193, 209 сл. Витамины группы А 125, 323, 324, 333, 334, 353, 485
Виттига реакция 114 сл., 272
Виттига — Хорнера реакция 300, 349
Вольфа — Кижнера восстановление 202
Вольфа перегруппировка 360, 361
Габриэля метод 443
Ганча синтез 226
Гаттермана реакция 473
Гексаметилтриамидофосфат 256
Гепарин 553
Гептансульфеновая кислота 420
Гептантион-4, 2,6-диметил- 579
Геранилацетон 123
Гермакрон, производное 214
Гиббереллины 358
Гидантоины, дитио- 679
Гидразиды, тио- 631, 646, 649 сл.
Гидроксамовые кислоты, тио- 649 сл.
Гидроксиламины, тио- 490
Гипотаурин 491
Гликолевая кислота, тио- 136, 146
Глицерины, тио- 157
Глутатион 134, 446, 449, 457
Глюкопнраноза, тиопроизводное 156 Госсипур 124
Гриньяра реакция с сульфитами 261 Гуанозин, 7-метил- 143
Дарзана реакция 314 Дезоксиаденозин 523 Десаурииы 601, 603 1,4-Диазины 670
Диазолы 672
Дназафлуорен 605
Дибензилдисульфид 460
Дибензилсульфид 141
Дибензилтетрасульфид 461 Дибензолсульфеиамид 444 Дибутилдисульфид 451, 452, 459 Дибутилсульфоксид 261, 267, 278,420 Ди-трет-бутилтиокетон 587
Диглутатионилдисульфид 461
Диизопропилсульфат 560
Диизопропилсульфоксид 278 Диимины серы 391 сл.
Дильса — Альдера реакция 301, 352
Димедон, тио- 573, 583
Диметилдисульфид 141
реакции 281, 308, 499, 453, 459 Диметилсульфат 562
Диметилсульфид 101, 175, 177, 178
Диметилсульфит 558, 559
Диметилсульфоксид 256, 257
получение 256
реакции 257, 262, 269 сл., 283 сл., 308 сл.
спектры 256
структура 253, 254
Диметилсульфои 319 Диметилтетрасульфид 461 Диметилформамид 256 1,3-Диоксаны 39
1,3,2-Диоксафосфепаны 67
2-Диоксафосфоланы и -ены
получение 32, 39, 52, 62
реакции 40, 46, 67, 72, 80, 98, 267
2-Диоксафосфоланы 32
1,3,2-Диоксафосфоринаны 55, 65, 67
Диоксетаны 178, 486
1,2-Диоксолантионы-2 638, 641, 644
Дипропилдисульфид 447 Дн-н-пропилсульфат 561 Днпропнлсульфон 310
Диродан (Дитиоциан) 137, 474, 475
Дисультоны 561
Дисульфиды 445 сл.
восстановление 457 галогенирование 425 гидролиз 419, 420, 451, 454 десульфуризация 131, 169 сл., 453 диалкокси- и диацилокеп- 488, 489 окисление 366, 367, 458, 493, 516
Дисульфиды
получение 147, 157, 159
447, 468, 475, 488 522’ ^"
реакции с азотсодержащими 441, фотолиз 459
структура 445
Дисульфонамиды 529
Дисульфоны 472, 495, 537
1,2,4-Дитиазолы 678
1,2-Дитианы 170
тетраоксиды 448
Дитианы
получение 149, 203, 206 471 590
реакции 194 сл., 201 сл., 312 534 структура 164, 313
Дитианы (производные)
оксиды 313
Дитианы 249, 472, 597
оксиды 265, 313, 620
Дитиетаны 575
оксиды 610
Дитиетены 31
N,N,-Дитиoбиcaмины 490
N,N/-Дитиoбиcмopфoлин 490
5,5'-Дитнобис (2-нитробензойная кислота) 149
М,М'-Дитиобиспиперидин 490
Днтиобис(тиомуравьиная кислота)
449
6,6'-Дитиодиникотиновая кислота 149
1,2-Дитиоланы 159, 446, 452, 477
-тионы 604, 605, 632
Дитиоланы 159
получение 206, 429, 471, 633, 643,
692
реакции 196 сл., 201 сл., 245, 534
Дитиолы 157 сл.
Дитиоциан (Диродан) 474, 475
Ди-п-толилсульфон 367
Дифенилдисульфид
получение 444, 445, 449
реакции 171, 178, 281, 452, 453
(1,2-Дифенилпропил) фенилсульфок
сид 279
Дифенплсульфат 562
Дифенилсульфид 241, 247
Дифенилсульфоксид 267, 281,
Дифеннлсульфон 367, 543
Дифенилтетрасульфид 490 Дифенилциклопропилсульфония
240
Дихлорамин Т 362, 534
Дициклопропилтиокетон 568
Дицистилтрисульфид 461
Диэтилсульфит 558
Додекаитиол 131, 148
Ентиолы 152 сл.
““™дро- 201 рг1№“я 473
^^“‘'«Э. 354
"fiwpynn 147, 148
S«-«"^X00rS
ОКСОГРУПП ’ 1ЯЧ 4S4
фосфатных групп 183, 354
п-Идит, тетратио- 156
Изатин, производные 670
ИзопропилметилсульфокснА 275
Изопропил-л-толилсульфид 260
Изотиазолы 629
Изотиоцианатоамнны Изотиоиианатопмины 67/
Изотиоцианаты 673 сл.
получение 675 сл.
реакции 652, 653, 664, 665, 674, 678 сл., 688
спектры 473, 674 структура 673
Изотиоцианаты (производные) 677 ацил- 674, 675, 681, 682 сульфонил- 677, 681 тиоацил- 674, 675, 682
Изотиоциановая кислота 673
Изотиуроння соли 667 сл.
Изохинолины 290
Илиды
серы 403 сл.
фосфора 108 сл., 445, 585, 613, 643
Имидазолы
получение 365, 523
реакции 60, 143, 523, 604
тиокарбонилпроизводные 485, 641, 652, 577
Иминосульфены 619 Иминосульфура ны 371 сл. Иидолы получение 179, 277, 657 реакции 140, 429, 445, 657
Камфен 539
Камфора 273, 309, 539
тио- 565, 568
получение 570
Реакции 579, 587, 593
спектры 568, 569
К™0"- S-оксид 609, 614
КаЗ°Р7льФ0НИЛХЛ0РиД 611
Кант?Р" °'сУльФоновая кислота 384
^антарадин 176
рбазовые кислоты, тио- 685 сл,
Карбазолы 40, 277
Карбаминовые кислоты, тио- 684 сл.
Карбилсульфаты 561 .и-Карб^оксифенилметилсульфоксид Карбонаты, тио- 636 сл.
Карбоновые кислоты, тио- 601 611 621 сл., 652
Р-Каротин 123, 125, 324
Квадратовая кислота 570 Кетентиоацеталн 202 сл.
Кетены, тио- 599 сл., 673, 678
S-оксиды 603
Кетоны, тио- 565 сл.
получение 569 сл., 611, 630
реакции 584, 602, 604, 606 615 619, 642
спектры 565 таутомерия 579
Кетоны, гио-, S-оксиды 611, 615
Кирсанова реакция 96
Кляйзена тиоперегруппировка 204
219, 577, 578, 592, 593, 634
Кневенагеля реакция 349
Кори — Винтера синтез 644
Коричный альдегид, о-изотиоцианато- 681
Коррины 224
Коупа «сульфо-перегруппировка» 61В
Кротоновая кислота, тио- 632
Ксантион 570, 590
тио- 590
Ксантогенаты 137, 636
Кумарин, производные 149
Ланостерин 200
Лауданозин 143
а-Липоевая кислота 446, 452, 457, 463
дигидро- 134, 159
Р-Липоевая кислота 463
Лоссена перегруппировка 361
Лутидон, тиопроизводное 573
Малоновый эфир, тио- и дитио- 624, 625, 631
Манниха реакция 356
Масляная кислота см. Бутановая кис
лота
Мезитилендисульфоновая кислота 518
Мезитил-п-толилсульфоксид 265
Ментон, тио- 579
Меркаптали см. Тиоацетали
Метан
бис (толуолсульфонил)- 613
дибензоил-, монотио- 582
тетракис(метилтио) - 208
тетракис(фенилтио)- 208
трис(бензилтио)- 208
трис(фенилтио)- 207
Метаисульфсннлбромнд 428
Метансульфенилхлорнд 44
днхлор- 433, 523
трихлор- 426, 433
Метансульфеиовая кислота 420
трихлор- 437
Метансульфинилхлорид 610, 618
Метаисульфиновая кислота 455, 499
Метаисульфонамид 534
Мстансульфонилазид 543, 544
Метансульфоновая кислота кислотность 509 получение 559 реакции 525, 526 спектры 509, 618
Метансульфоновая кислота (производные)
ангидрид 535
гидрокси- 517
трифтор- 509, 517, 536, 537
Метантиол 134, 141
дифенил- 594
трифтор- 132
фенил- 635
Метаитиолсульфоновая кислота 472
Метафосфорная кислота 66
Метил (2-аллнл-З-фснилциклопро- пнл) сульфоксид 279
Метилдиэтилсульфоиия соли 247
Метил(метплтномстил)сульфоксид 311, 312
Метилпропадиенилсульфоксид, трихлор- 438
Метил-н-пропилэтилсульфония соли 238
1-Метилтиопропилпропенилдисуль- фид 447
Метилтолилсульфид 260
Метилтолилсульфоксид 295, 304
бром- 315
Метил-п-толнлсульфои 319, 503
Метилфснилсульфокспд 315
Метилфенилсульфон 338
Метилфторсульфат 562, 563
Метил (2-хлорэтил) сульфид 241
Метилэтилсульфид 247
Мстилэтилтиометилсульфоксид 311,
312
Метиоиаль 221
Метионин 131, 141, 179
Метионинепецпфич ное расщепление пептидов 245
Метоксикарбоиилсульфеннлхлорнд 449
Метокс и метилфснилсульфокспд 435
Мстоксиметилфепилсульфон 364
Миазаки — Ньюмена — Кварта перегруппировка 692
Миндальная кислота 277
Михаэлиса — Бекепя
Михаэля реакция 212 Ция
Моффата окисление 268
Мочевины 666
тио- 576, 604, 612, 661 ел
D-диоксиды 616, 619, 672
S-монооксиды 619 672
S-триокснды 616, 619 672
Муравьиная кислота дитио- 622, 623 монотио- 624 получение 626 реакции 621, 623, 631 632
М0Н°™0‘- а^ 572,’ 650, 652
Нафталин 508, 512, 513
2-метил-1 -тиоформил-З-оксид 609
Нафталинсульфоновые кислоты 508
514
а-Нафтил-л-толилсульфоксид 265
Нингидрин 179
Норборнанднтиол 159
Норриша перегруппировки 635, 636
Нуцифераль 326
Нуциферол 263, 303
Ньюмена — Кварта перегруппировка 138
Оксазафосфораны 36
1,3-Оксазолы
получение 40, 365, 680 реакции 230
1,2,3-Оксатиазолы, 2-оксиды 261
Оксатианы и -тиины, 2-оксиды 255 328
Оксатианы, 3-оксиды 313
Оксатиины 472
1,3-Оксатиоланы 157, 200, 20^ 3-диоксиды 343, 361, 362 2-тиоксо- 638, 640
Оксафосфетаны Н5—117 1,3-Оксафосфоланы 32, 38 Оксираны
получение 176409, 410jg7)
расщепление 143,-4 604
273, 289, 293, 432, 4 Оксифосфораны 38 сл.. Октадекап, гексатиа- Олеиновая кислота 14о Ортоцид 440
„ а-сульф0' Пальмитиновая кислота, 518
Пенам 280
141 179, 267, 279, 419, fle^gS 424, 469
Пснт^^^з’ 22,4-диметил- 568, 579, ^^-трет-бутилсульфинил- 261
Пинаколин, тн 5^
""^^•420 445
ет^
кислота, эфиры
Ппрофосфорная кислота 73 эфиры 60, 63, /4
ПТ“Ан»е 57, 140, 413 реакции 140, 169, 445
Пирролы ти°карбоновые
627 сл., 653, 665, 683 Полисульфиды 208 сл., 461 Полифосфорная кислота, ные 73 сл.
кислотыпроизвод-кислотыпроизвод-Полпэтпленсульфид 209
кислоты
производ-
кислоты
производ-
Пренилфенилсульфид 214
Прескваленовый спирт 327, 353
Пропадиенилтрнхлорметилсульф оксид 438
Пропан- 1,2-дисульфенилхлорид 429
Пропантиол-1 143
Пропантиол-2, 1-амино-2-метил- 161
Пропантион-2, 1,3дифенил- 579
Пропенил-п-толилсульфоксид 304
Пропен-2-тиол 133, 155
Пропионовая кислота
2-метилтио- 168
тио- 623, 624
3-тиоцианато- 473
Пропиофенон, а-тиобензоил- 582
Простагландины 114, 124, 300
Протоген В 463
Пуммерера перегруппировка 191, 219,
275 сл., 377
Пурин, 2-амино- 516
амберга — Беклунда реакция 332, о 338, 340 сл.
Р-^етинилсульфон 485
родаиин 691
^Роуглерод 639, 640
^еленоксиды 282, 283
еленофосфаты 47, 64
Селенофосфонаты 47
Семикарбазиды, тио- 661 сл.
Семикарбазоны, тио- 669
Синигрин 675
Синтоны 195, 196
Сквален 123, 413
Смайлса перегруппировка 494
Соммле перегруппировка 141,183,250
Споридесмипы 446, 460, 461
Стивенса перегруппировка 183, 250
Стильбазол, производные 278, 290
Стирил-п-толилсульфоксид 304
Сультамы 530, 532
Сультины 501
Сультоны 511, 524, 525, 528, 620
Сульфамид незамещенный 555 Сульфамовые кислоты 553 сл.
Сульф амоилгалогениды 338
Сульфаниловые кислоты 55
Сулъфан 135
Сульфаты органические 511, 559 сл. Сульфенамиды 419, 429, 439 сл., 448, 530
Сульфенаты см. Сульфеновые кислоты, эфиры
Сульфенилгалогениды 419, 424 получение 425, 426, 448, 458 реакции 157, 420, 426 сл., 437, 440, 500
Сульфенилкарбоксилаты 427
Сульфенилтиоцианаты 419, 476 Сульфенилцианиды 366 Сульфеновые кислоты
генерация 261, 278, 279, 301 сл., 420
реакции 421 сл., 463, 464, 500 структура 418 эфиры 419, 434 сл.
получение 423, 434, 435, 442 реакции 262, 306
Сульфены 332, 433, 615 сл.
Сульфиды 163 сл.
кислотность 164 получение 142, 157, 164, 168 сл., 190, 267, 282, 377, 432, 437, 442, 453, 488
реакции 131, 167, 174 сл., 241, 242, 247, 258 сл., 305 сл., 322, 349 сл., 373 сл., 516
спектры 167 структура 163 фотохимия 131, 166, 182
Сульфиды (производные) алкоксиалкил- 225 сл. аминоалкил- 229 сл. винил- 592, 602, 607 сл., 634 галогеиоалкил 225 сл. гидроксиалкил- 187, 219, 220 Ненасыщенные 209 сл., 214 сЛ., 592, 602, 607 сл., 634
ЮвыпЮвыпСульфоксиловыеСульфоксиловыекислоты,кислоты,ЭфирыЭфирысл. сл.сл. сл.330,330,
Ювып
Ювып
Сульфоксиловые
Сульфоксиловые
кислоты,
кислоты,
Эфиры
Эфиры
сл. сл.
сл. сл.
330,
330,
Сульфиды
оксо- 429, 442
оксоалкил- 220 сл.
полифункциональные 187 сл.
эпи- 473
Сульфилимины см. Сульфимиды Сульфимид 397 Сульфимиды 371
получение 173, 201, 268 сл., 373 сл., 505, 534
реакции 173, 376 сл., 416
Сульфинамиды 497, 503 сл., 530
Сульфинаты см. Сульфиновые кислоты, эфиры
Сульфинилазнды 497, 505
Сульфиниламины 397 сл., 504
Сульфинилгалогениды 496 сл., 504, 610 Сульфинилгидразоны 497
Сульфинилгидроксамовые кислоты 497 506
Сульфинилкарбанионы 326,330,
335 сл.
Сульфинилсульфоны 498, 537 Сульфинильные радикалы 47 Сульфиновые кислоты 491 сл.
получение 147, 333 сл., 419 сл., 473, 492 сл.
реакции 322 сл., 354, 366, 429, 442, 465, 495 сл., 516
структура 491
Сульфиновые кислоты (производные) ангидриды 498 эфиры
получение 436, 485, 497, 499 сл.
реакции 260, 324, 501 сл.
Сульфины 608 сл., 635, 660
Сульфиты органические 556, 557, 560, 561
Сульфодиимиды 391 сл.
Сульфокислоты см. Сульфоновые кислоты
Сульфоксиды 253 сл.
получение 181, 182, 258 сл., 282, 290, 293, 422, 423, 438, 498,501, 613, 614
реакции 143. 144, 181, 241 сл., 261 сл., 374, 381 сл., 406, 416, 422
Сульфоксиды (производные)
алкокси- 314, 315
амино- 314, 315
арил- 315, 316
галоген- 293 сл., 306 сл.
гидрокси- 288, 304 сл.
дисульфоксиды 313 ненасыщенные 300 сл. оксо- 288, 308 сл., 357 полифункциональные 293 сл., 300 сл.
эпокси- 314
Сульфоксилаты см.
КИСЛОТЫУЛЬФОКСИЛ(
Сульфокся^ды 268 ел.. з76 380 "
Сульфоксимины см
Сульфоланы см. Тиофек.^р^
r Sm^ ^ ®
yMZZ.X с,льф0”™ие
Сульфондиимины 394 сл.
Сульфоний-имиды 200, 237 сл
Сульфонилазиды 529, 542 сл"" Сульфониламины 397 сл.
Сульфонилгалогениды
получение 495, 514, 517 519 сл
реакции 492, 493, 509, 521 522
535, 537, 542’’
Сульфонилгидразиды 493, 521, 537
Сульфонилгидразоны 493, 53?’
Сульфонилизоцианаты 529, 545
Сульфонилимины 401
Сульфонилкарбанионы 326, 335 сл.
Сульфонилкарбены 359 сл.
Сульфонилнитрены 359 сл., 543, 544 Сульфонилпероксиды 518 Сульфонилтиоцианаты 476, 548 Сульфонилцианиды 365, 366, 548 Сульфонильные радикалы 147 Сульфонимидоилпроизводные 383 Сульфония соли 237 сл.
полифункциональные 249 сл., 274
получение 240 сл. реакции 244 сл.
Сульфоновые кислоты кислотность 509 получение 147, 458, 477, 480,>
508 сл.
растворимость 508, 509 реакции 367, 517 сл. плные)
Сульфоновые кислоты (производны ) ангидриды 535 сл. галоген- 356 эфиры 364, 502, 523 сл.
Сульфонодиимидамиды оля 54g
Сульфонодиимидовые кислоты
Сульфоны кислотность 320 сл.318,
получение„
сл 495, 502, 517.g
j2Z iQi |Я2 239 сл., реакции 173,,
330 сл., 416, 493 спектры 319
су»фо«« <”₽“«“"”>
У алкокси- аллил-354
амино- 326, 354 галоген- 306, 338, 340 сл., 349, 350, 355^"з^д3 354, 355, 495 даны 339 366 367 ненасыщенные 363, 618
ОКСО*qqQ
1=3 ”^ - 363
EyS'№M- 537 тиоиианато- 476 эпокси- 355, 356, 363
Сульфураны 237
Сульфурдиимиды 391 сл Сульфурилгалогениды 520
Тетраазацнклододекан 34 Тетразнны 659
Тетразолы 542, 549 Тетрасульфиды 463 1 3,4-Тиадиазины 670 1’2Д-Тиадиазолы 601 1’2.4-Тиадиазолы 433 1’3,4-Тиадиазолы 590, 606, 614, 634 ’ ’s-оксиды 614, 615 1,2-Тиазины 393
Тиазолы„„
получение 140, 153, 365, 433, 667, 680, 691
реакции 230, 433, 656
Тиазолы (производные) бензо 140, 162, 440, 443, 479 дигидро
получение 421, 452, 650, 678, 691 реакции 231, 656
тетрагидро- 230, 476, 691
Тиания соли 239
Тианы 239, 258
оксиды реакции 267, 292, 294, 306 структура 255
Тиациклогексанон 216
Тиелип-1,1 -оксиды 330, 343, 344 Тиетаны 239, 597
диоксиды 330, 346, 620
Тиильиые радикалы 138^ 145 сл., 458, 461
Тиираиия соли 241, 242 248 Тираны
получение 172, 173, 585, 590, 632, 633, 643
Реакции 158, 161, 180, 181, 209,
Тиираны (производные) -Диоксиды
Тиираны (производные) получение 340, 343, 344, 619 реакции 340, 343, 494
1-Оксиды 263, 463, 579
Тимидин-5'-фосфат 66
Тиоальдегнды 565 сл.
S-оксиды 610
Тиоамиды 602, 630, 631, 646 сл., 683
S-оксиды 613
Тиоацетали 187 сл.
М,М'-Тиобисамины 487, 488 1,1-Тиобис(имидазол) 485 N,N,-Tиoбиcмopфoлин 488 N,N,-Tиoбпcm-шepидии 488 N.N'-Тиобис(фталимид) 460, 485 Тиогидразиды 631, 646, 649 сл.
Тиогидроксамовые кислоты 649 сл.
Тиогидроксиламины 490
Тиокарбазовые кислоты 685 сл.
Тиокарбаматы 479, 484 сл.
Тиокарбаминовые кислоты 684 сл.
Тиокарбамоилгалогеипды 684 сл.
Тиокарбамоилгидроксиламины 693
Тиокарбамоилоксимы 687, 693
Тиокарбогидразиды 662, 663, 666, 669, 670
Тиокарбонаты 636 сл.
Тиокарбонилимиды 604 сл.
Тиокарбоновые кислоты 601, 611, 621 сл., 652
Тиокетены 599 сл., 673, 678 оксиды 603
Тиокетоны 565 сл.
получение 569 сл., 611, 630 реакции 584, 602, 604, 606, 615, 619, 642
спектры 565 таутомерия 579
Тиокетоны, S-оксиды 611, 615
Тиоколы 461
Тиоксо-ентиольная таутомерия 579 сл.
Тиолактамы 681
Тиолания соли 240
Тиоланы 155, 170, 331
диоксиды 319
оксиды 261, 278, 422
Тиолсульфинаты 423, 437, 462 сл., 495, 504
Тиолсульфиновые кислоты 466
Тиолсульфоиаты 419, 421, 428, 429, 442, 458, 469 сл., 495
Тиолсульфоновые кислоты 469
Тиольные группы в белках, определение 145, 149
Тиолы 130 сл.
кислотность 131 сл.
получение 135 сл,, 152 сл., 174, 178, 421, 457, 458, 473, 479, 480, 495, 644, 692
реакции 131, 141 сл., 190, 427,447,
T”Xi™ °449. 4Б0. 453. 475. 493, 516,627
Тиолы, полифункциональные 152 сл.
Тиомочевины 576, 604, 612, 661 сл.
оксиды 616, 619, 672 Тиопирофосфаты 75 Тиосемикарбазиды 661 сл. Тиосемикарбазоны 669 Тиосульфаты 479, 480 Тноуретаны 684 сл.
Тиофенол см. Бензолтиол
Тиофены 512, 571, 598, 612 дигидро- 327, 328, 343, 607 тетрагидро- 319
Тиофосген 638
Тнофосфаты 47, 50 сл., 478
Тиофосфонаты 48, 78
Тнофосфоновые кислоты 78 Тнофосфорнлгалогениды 50 сл. Тиофосфорильная группа 45 сл. Тнофосфорная кислота 47, 478 галогенпроизводные 50 сл. эфиры 62 сл.
Тиоцианаты 673 получение 179, 473 сл. реакции 516, 488, 666, 675
Тиоциановая кислота 474, 666, 673, 678
Тирозин 133
Тиурамдисульфиды 685, 688, 689 Тиурамсульфиды 488, 684, 689, 693 Тодда-Аттертона реакция 53 п-Толилсульфонилизоцианид 364, 365 Толилфенилсульфон 543 п-Толуолсульфенилхлорид 426, 464 n-Толуолсульфеновая кислота, эфиры 436, 438 л-Толуолсульфииилхлорид 466, 496, 498, 523
п-Толуолсульфиновая кислота, эфиры 465, 501 сл.
л-Толуолсульфонамид 441, 531 сл., 547, 554
п-Толуолсульфонилазид 542, 543 л-Толуолсульфонилгидразид 538, 540 л-Толуолсульфонилизоцианат 547 л-Толуолсульфонилметилизоцианид 364, 365 л-Толуолсульфонилхлорид 441, 449,
л-Толуолсульфоновая кислота кислотность 509 получение 511, 535 реакции 525, 526
Толуолтиол 133, 138, 156, 161,589 л-Толуолтиолсульфоновая кислота, эфиры 467, 469 1,2,4-Триазины 668 сн.и-Триазиитион 680
1,2,4-Триазолы
получение 670, 679
реакции 146, 652, 666
Трибензолсульфенамид 444, 445
Трнметиленди^л-толуолсульфонат)
Триспорон, дезокси- 353
Трисульфиды 460, 461
1,3,5-Тритианы
получение 152, 565, 570, 571 575
реакции 195, 196, 600
Тритиоланы 594, 635
Трнфенилсульфония соли 241
Трифталатная группа 525
Трополон
бензо-, тио- 583
тио- 583
Трюса — Смайлса перегруппировка 367
Угольные кислоты
дитио- 636, 638
получение 638
реакции 641, 642, 644 646 647 монотио- 638, 641, 642, 646 ’
тритио- 636 сл., 687
S,S-диоксид 643
хлор
дитио- 638, 639, 687
тио- 626, 638, 687
Уксусная кислота
бензоил-, тио- 575
дитио- 622, 632, 633
тио- 573
амиды 650, 657
эфиры 137, 578, 624, 631
хлорсульфонил- 617
Урацил, сульфирование 516
Урацил-4-сульфеновая кислота, Ьме^ тил- 418, 420
Урацил-4-сульфоновая кислота 516
Фенантрен 278, 290
Фенилдиазометилсульфокснд 497 Фениленсульфат 562 Фениленфосфорная кислота 62 Фенилсульфат, 4-нитро- 562
Фенилтиоцианат 2-амино- 479 2-нитро-4-трифторметил- 478
Фенилхлорметилсульфоксид 497 Фенилхлорметилсульфон 361 Фенилэтилсульфоксид 284 1-Фенилэтилфени.тсульфон 336 Фенол, сульфирование 512 Фенол (производные)
2,6-ди-трет-бутил- 173 4-метилтио- 182_
Фенхон, тио- 565, 568, 585, 5о<
^й"”™. >25, 222
хлопковой совки 329
флавнны 448
флуоренон- 1-сульфеновая кислота 418
флуорентион-5-оксид 609
формальдегид, тио- 613
генерация 440, 566
спектры 568, 600, 608
формальдегид, тио-, S-оксиды 608
616, 617'
Формамид, тио-, диметил- 572
Формампдннсульфнновая кислота 457
Фосген, тио- 638
Фосфазаны 103
Фосфазены 96 сл.
Фосфазиды 97
Фосфаты 44 сл., 62 сл., 87
имидо- 55
енолов 69, 70
тио- 47, 50 сл., 478
фосфетаны
оксо- 625
тио- 625
Фосфиновые кислоты и их производные 84 сл., 91
Фосфиноксиды 44, 46, 47, 88 сл.
Фосфинселениды 48■
Фосфинсульфиды 48, 88, 90, 91
Фосфонистые кислоты и их производные 33, 76, 84
Фосфония соли 90, 91, 110 сл.
Фосфоновые кислоты и их производные 44, 76 сл., 87, 585
тио- 48, 78
Фосфораны 16 сл., 96 сл., 585
Фосфорилгалогениды 50 сл.
Фосфорная кислота, производные 44 сл.
амиды 52, 53
галогенпроизводные 50 сл.
полифосфаты 73 сл.
ТИО- 47, 50 сл., 478
эфиры 44 СЛ., 62 СЛ., 87
Фриса перегруппировки 527, 635
Фторсульфоновая кислота 509, 520 ^тортиокарбонилхлорид 675 Фуранотерпены 215 фУраны 512
Дигидро- 157, 207, 413
Холестанои 200, 407
Холестен-5-он-З 271
Холестерин 271
Хорнера — Эммонса реакция 120
Хризантемовая кислота 327, 334, 353 эфиры 127
Хроман, тио- 590
Цефалоспорины 267, 419, 472
Цефан 290
Циклобутаидитион-1,3, тетраметил- 585, 601
Циклобутанол, 3-сульфонил- 363
Циклобутен-З-дион-1,2, З-меркапто-4- фенил- 153
Циклогександитиол-1,1 158
Циклогексанон, 2-тиоацетил- 578
Циклогексаптион 579, 585 2-ацетил- 578
Циклогексен-2-тион, триметил- 568 Циклопентен-2-тион 2,3-диметил- 568 3,4,4-триметил- 568
Циклопентиленсульфат 563 Циклополифосфазены 98 Циклопропан, тиоацетил- 568 Циклопропаны, синтезы 411 сл. Циклопропентион
диамино- 573
дифенил- 567, 568, 594
Циклопропилдифенилсульфония соли 240
Циклофаны 345, 415
Циклофосфазаны 96—98
Цистеин 133, 145, 147, 230, 462, 491
N-ацетил- 147
S-(пиридил-2)- 167
Цистеинилвалинсульфеновая кислота 424
Цистеиновая кислота 458, 508
Цистеинсульфоновая кислота 491
Цистин 446, 452, 457, 460
Цитозин, сульфирование 516
Чугаева реакция 644
Шенберга перегруппировка 646, 692
Хинолины 278, 290, 681
Хиисберга реакция 529
Хлорамины В и Т 534
Хлорка рбонилсульфенилхлорид 433,
434
Хлорофилл а 566
Хлорсульфоновая кислота 509—511
Щавелевая кислота, тио- 625
Эписульфоны см. Тиираны, 1,1-диоксиды
Этан, гексакис(феиилтио)- 208
Этанол, меркапто- 146, 457, 638
Этансульфенамид, производные 441
Этаисульфенилхлорнд,1,1 -диметил-
425
Этансульфиновая кислота, 2-амиио- 491
Этантиол, 2,2,2-трнфтор- 585
Этилен, гетракнс(феннлтио)- 208
Этилеисульфат 562 Этиленсульфеновая кислота карбонил- 420’ Мет°кси.
Этилфторсульфат 562
Эфедрин 34
Ювенильные гормоны 154, 216
ОБЩАЯорганическаяхимия
Том 5
РедакторМ. Н. ПАСТУШЕНКО
Художникн. В. НОСОВ
Технический редактор
Г. И. КОСАЧЕВА
. Корректор
В. М. БЕЛЯЕВА
ИВ № 1592
Сдано в наб. 11.01,83.
Поди, в печ. 27.10.83.
Формат бумаги бОхЭО'/ц.
Бумага тип. № 1.
Гарн. литературная.Печать высокая.
Усл. печ. л. 45. Усл. кр.-отт. 45
Уч.-изд. л. 53,36. Тираж 15000 экзЗаказ № 497. Цена 4 р. 30 к.
Изд. № 2059
Ордена «Знак Почета»
_ издательство «Химия». 107076, Москва, Стромынка, 13.
Ленинградская типография № 2головное предприятие орденаТрудового Красного ЗнамениЛенинградского объединения«Техническая книга» нм. ЕвгенииСоколовой СоюзполиграфпромаПри Государственном комитете СССРпо делам издательств, полиграфиии книжной торговли.
198052, г. Ленинград. Л-52,Измайловский проспект, 29.
Фотографировал Семенюченко Владимир chem_vova@mail.univ.kiev.ua; vova2002@mail.ru