Электрофильное замещение водорода в бетулине и диацетате бетулина

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1Л. Общая схема Асф,-реакций

1.2. Электрофильное замещение в алкенах

1.3. Электрофильные реакции пространственно-затрудненных

алкенов

1.4. Заключение

Глава 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.1. Хлорирование бетулина и диацетата бетулина

2.2. Бромирование бетулина и диацетата бетулина

2.3. Иодирование бетулина и диацетата бетулина

2.4. Квантовохимический расчет вероятных интермедиатов

элсктрофильного замещения

2.5. Обсуждение результатов

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Приборы и методы анализа

3.2. Исходные вещества и растворители

3.3. Методики проведения экспериментов

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

А ктуалыюсть работы

Непредельные соединения являются основой промышленного и препаративного синтеза. Это обусловлено широкой вариабельностью кратных связей, что обеспечивает возможность введения различных структурных фрагментов с заданными функциями в молекулы ненасыщенных соединений. Современная теория химии алкенов, особенно электрофильных реакций (Аф.-лроцессы), позволяет эффективно стимулировать нехарактерные для некоторых электрофилов и непредельных соединений направления и управлять конкурирующими потоками реакций: присоединением, циклизацией, скелетными перегруппировками и т. д. за счет предреакционной модификации реагентов (изменение истиной электрофильности), трансформации интермедиатов (изменение эффективной электрофильиости), изменения структурных факторов субстратов и условий реакции.

В отличие от указанных направлений в литературе имеются лишь единичные сообщения по такому важному направлению реакций алкенов, как замещение водорода сильными электрофилами, а реакции замещения водорода слабыми электрофилами вообще неизвестны. В этих реакциях сохраняется кратная связь и обеспечивается возможность введения заданной функциональной группы в молекулы субстратов как при электрофильном замещении (Б);-процесс), так и замещении постэлектрофила нуклеофильно активным реагентом ^-процесс).

В настоящее время известно лишь замещение аллильного водорода при низкотемпературном хлорировании алкенов с четвертичным атомом

углерода при двойной связи (реакция Львова-Шешукова). В некоторых



работах сообщалось, что циклические непредельные соединения терпеноного ряда, а также соединения, содержащие геминальные атомы хлора при двойной связи, при хлорировании также вовлекаются в реакции замещения. Замещение водорода бромом в аллильном положении алкенов реализуется только при свободнорадикальном бромировании алкенов N-бромсукцинимидом (реакция Воля-Циглера).

Таким образом, электрофильное замещение водорода осуществляется взаимодействием алкенов изостроения только с таким сильными электрофилами, как хлор и хлорсодержащие реагенты.

Известно, что такие природные соединения как бетулин и ряд его производных, содержащие изопропенильный фрагмент, обладают полифункциональной биологической активностью. При этом модификация бетулина введением структурных фрагментов с определенными биологическими функциями позволяет целенаправленно варьировать функциональную биоактивность. Такая модификация может быть обеспечена замещением нуклеофугных групп в аллильных производных бетулина, что дает новую возможность его целенаправленной модификации и открывает перспективу эффективного варьирования биологических и других характеристик производных терпеноидов и других стерически затруднённых алкенов.

Таким образом, выявление нехарактерных для алкенов направлений взаимодействия с электрофильными реагентами с целью расширения синтетического потенциала, в том числе природных биологически активных соединений, и построение теоретической модели поведения пространственно затруднённых алкенов па примере пентациклического тритерпеноида -бетулина является актуальной задачей.



Стабильность циклического иона при комнатной температуре в апрогонных растворителях, очевидно, обеспечивается специфической сольватирующей способностью растворителей и большим объемом собственного нуклеофила, который в статусе противоиона приобретает форму Вг3". В циклическом карбкатионе атака иона нуклеофилом со стороны присоединившегося брома затруднительна из-за экранирования реакционного центра атомом брома. Атака иона бромония с тыльной стороны затруднена перекрывающимися атомами водорода (см. структуру ХУб) и большим объемом комплексного противоиона Вг3 .

В среде протонных растворителей в циклическом ионе отрывается атом брома. Следует подчеркнуть, что аддитивное направление косвенным образом также ингибируется стерическими помехами.

Действительно, образование продуктов присоединения должно привести к трансформации атомов углерода при двойной связи из эр -гибридного состояния в зр3-состояние, что обусловит сближение адамантановых фрагментов, а, следовательно, рост репульсивного взаимодействия заместителей и увеличение напряжения в новых циклах.