WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Полученные результатысогласуются с литературными данными,указывающими на то, что галогеналканы:1,2-дихлорэтан, иодистый метил выступают вкачестве одноэлектронных окислителейдианионов сопряженных непредельныхуглеводородов и в ходе реакции образуютсясоответствующие продукты окислительногосочетания, а не нуклеофильного замещения.Показано, что 1,2-дибромэтан также выступаетв качестве окислителя дианионовнепредельных соединений и в ходе реакциипревращается в этилен. Это свидетельствуетв пользу предложенной выше схемыобразования продуктов окислительногосочетания. Примечательно, что как и приокислительном сочетании енолят-анионовацилатов лития под действиеммолекулярного иода, в случае
1,2-дибромэтана наибольшие выходыцелевых продуктов наблюдаются присочетании енолят-анионов ацилатов лития,содержащих анионоидный центр увторичного -атома углерода, по сравнению спродуктами, полученными в результатесочетания енолят-анионов ацетата иизобутирата лития, содержащих анионоидныецентры, соответственно, у первичного итретичного атома углерода.

Можно предположить, чтов случае 1,2-дихлорэтана (33) одноэлектронноеокисление енолят-анионов ацилатов литиядолжно протекать более эффективно из-забольшей электроотрицательности атомовхлора и, вероятно, большего сродства кэлектрону молекулы 1,2-дихлорэтана посравнению с 1,2-ди-бромэтаном. Однако ваналогичных условиях в реакции с1,2-дихлорэтаном (33) продукты окислительного сочетанияне были обнаружены. При этом в следовыхколичествах образовывались продуктынуклеофильного замещения. При нагревании(40-50 °С) и значительном увеличениипродолжительности реакции (24 часа) выходыпродуктов нуклеофильного замещениянесколько возрастали. Максимальный выход2,2,5,5-тетраметилгександиовой кислоты(34) 29 %достигается в реакции 1,2-дихлорэтана сенолят-анионами изобутирата лития,обладающими в изученном рядуенолят-анионов ацилатов лития наиболеевысокой нуклеофильностью и как следствиеболее высокой реакционной способностьюпри замещении малоподвижного атомахлора.

В целом, низкие выходыпродуктов нуклеофильного замещениясвязаны с низкой реакционной способностьюатомов хлора в 1,2-дихлорэтане.

Можно предположить, чтоокислительное сочетание енолят-анионовацилатов лития под действием1,2-дибромэтана и отсутствие продуктовсочетания в реакции с 1,2-дихлорэтаномсвязаны с более выраженным d-эффектомвицинально расположенных атомов брома посравнению с атомами хлора.

Bahl, Bates (1976) при описаниивзаимодействия дианионов, генерируемыхметаллированием диенов, с 1,2-дибромэтаномпредложили механизм образованиязамещенных циклопропанов (продуктоввнутримолекулярного окислительногосочетания), включающий переносэлектрофильного брома с молекулы
1,2-дибромэтана на дианион, ипоследующую циклизацию образующегосябромсодержащего аниона. Можнопредположить, что при взаимодействииенолят-анионов ацилатов лития с1,2-дибромэтаном также происходит переноскатиона брома на енолят-анион ацилаталития и промежуточным продуктом реакцииявляется литиевая соль -бромкарбоновойкислоты, которая при взаимодействии сенолят-анионом ацилата лития образуетсоответствующую соль дикарбоновойкислоты.

Однако при анализереакционных смесей -бромкарбоновые кислоты не былиобнаружены, что не позволяет принятьрассматриваемый механизм протеканияреакции.

Таким образом,обнаружено необычное протекание реакцийенолят-анионов ацилатов лития с1,2-дибромалканами, в которых последниевыступают в качестве окислителей, и в ходереакции образуются продуктыокислительного сочетания енолят-анионовацилатов лития. Продукты нуклеофильногозамещения брома на -оксикарбонильный остатокобразуются параллельно лишь в реакции1,2-дибромэтана с енолят-анионами ацетаталития, по-видимому, обладающими меньшейвосстановительной способностью.

  1. Синтез дикарбоновых кислот вреакции енолят-анионовацилатов лития сдибромалканами с удаленнымибромалкильными группами

Ранее (Durr P. (1966), Renaud A.(1988)) было показано, что при взаимодействииенолят-анионов бутирата лития,генерируемых металлированием изомаслянойкислоты LDA, с терминальными бромалканамиС4-С10 протекаетнуклеофильное замещение атомов брома иобразуются соответствующиететра-метилзамещенные дикарбоновыекислоты.

С целью определениясинтетического потенциала этой реакциинами исследована возможность примененияданного подхода к синтезу различныхдикарбоновых кислот на основемонокарбоновых кислот, содержащихпервичный, вторичный и третичный -атомы углерода, атакже изучено влияние их строения навыходы целевых продуктов.

Были исследованыреакции 1,4-дибромбутана и 1,8-дибромоктана сенолят-анионами ацилатов лития,генерируемыми из уксусной (2), масляной (3) и изомасляной (4) кислот в условиях,аналогичных их взаимодействию с1,2-ди-бромэтаном.

Установлено, что привзаимодействии 1,4-дибромбутана (35) с енолят-анионамиацилатов лития, генерируемыми из уксусной(2), масляной(3) и изомасляной(4) кислот, в ТГФв инертной атмосфере атмосфере при 20-25 °Спри мольном соотношении реагентов (1):(2-4):(35), равном 4:2:1, в течение2 часов, протекает последовательноенуклеофильное замещение атомов брома на-оксикарбонилалкильные остатки иобразуются октандиовая (36),2,7-ди-этилоктандиовая (37) и2,2,7,7-тетраметилоктандиовая (38) кислоты с выходами47-78% (таблица 3).

В реакции1,4-дибромбутана с наименее активными висследуемом ряду енолят-анионами ацетаталития, в изученных условиях наряду соктандиовой кислотой (36), в реакционной смесив небольших количествах (~5%) присутствует6-бромгексановая кислота (39) – промежуточныйпродукт последовательного замещенияодного из атомов брома в 1,4-дибромбутане наоксикарбонилметильный остаток.

Взаимодействиеенолят-анионов ацилатов лития, полученныхметаллированием уксусной (2), масляной (3) и изомасляной (4) кислот под действиемLDA, с 1,8-дибромоктаном (40) в ТГФ в инертной атмосфере при 20-25°С при мольном соотношении реагентов(1):(2-4):(40), равном 2:1, в течение 2часов, приводит к образованиюдодекандиовой (41), 2,11-диэтилдодекандиовой (42) и2,2,11,11-тетраметилдодекандиовой (43) кислот с выходами35-68%, соответственно (таблица 3).

Таким образом,образующиеся в результате металлированиякарбоновых кислот енолят-анионы ацилатовлития последовательно замещают втерминальных дибромалканах (35, 40) атомы брома на-оксикарбонилалкильные остатки собразованием целевых дикарбоновых кислот.Продукты окислительного сочетания вреакционной смеси не былиобнаружены.

Образующиесядикарбоновые кислоты былиидентифицированы методами ЯМР Н1и 13С. Дикарбоновыекислоты (37,42) присутствуютв виде диастереомеров (смеси мезо- и (±)-формв мольном соотношении ~ 810:1), наличие которыхподтверждается спектрами ЯМР Н1 и 13С.

При поляриметрическомисследовании смесей диастереомерныхдикарбоновых кислот установлено, что ониоптически неактивны и представляютэквимолярные смеси оптическихантиподов.

Анализ выходов (Таблица3) полученных дикарбоновых кислот
(36-38,41-43)показывает, что они практически не зависятот длины цепи дибромалканов, однако,заметно изменяются в зависимости отстроения енолят-анионов ацилатов лития. Сбльшимвыходом протекает реакция енолят-анионовацилатов лития с анионоидным центром увторичного и особенно третичного -атома углерода именее эффективно – с енолят-анионами ацилатов лития санионоидным центром у первичного -атома углерода.

Таблица 3 – Выходы продуктовнуклеофильного замещения в реакцииенолят-анионов ацилатов лития с1,4-дибромбутаном и 1,8-дибромоктаном

(t=20–25°C, растворитель -ТГФ, инертная атмосфера (Ar), молярное
соотношение (2-4):(35,40)=2:1, =2ч)

Монокарбоновая
кислота

Дибромалкан

Продукты реакции

Выход, %от теор.

(2)

(35)

(36)

35

(3)

(35)

(37)

43

(4)

(35)

(38)

78

(2)

(40)

(41)

36

(3)

(40)

(42)

68

(4)

(40)

(43)

64

Полученные результатыхорошо согласуются с известнымипредставлениями об основности (симбатно изменяющейся c нуклеофильностьюв ряду енолят-анионов) карбанионов, которая отражает ихактивность в реакциях нуклеофильногозамещения и уменьшается вряду:третичные>вторичные>первичныекарбанионы.

Таким образом, в целом,нуклеофильное замещениеатомов брома в ди-бромалканах с удаленнымибромметильными группами протекаетдостаточно эффективно с енолят-анионамиацилатов лития, имеющими первичный,вторичный и третичный анионоидные центрына -атомеуглерода, что позволяет получатьдикарбоновые кислоты различного строенияна основе разных монокарбоновыхкислот.

Следует отметить, чтодибромалканы с удаленными бромметильнымигруппами, в отличие от 1,2-дибромалканов, непроявляют окислительных свойств висследуемых реакциях.

  1. Синтез дикарбоновых кислот вреакциях енолят-анионов ацилатов лития схлорацетатом натрия

В предыдущих разделахбыла показана возможность синтезасимметричных дикарбоновых кислот на основе енолят-анионов ацилатовлития, генерируемыхметаллированием соответствующих монокарбоновых кислот идоступных электрофильных иокислительных реагентов.

Ранее было установлено (Renaud P., 1988), что при взаимодействии иодуксусной кислотыс металлированной циклопрпилуксуснойкислотой при
-78°С свысоким выходом (93%) образуется 2-циклопропилянтарнаякислота.

Известно, что вреакциях нуклеофильного замещения атомиода замещается легче, чем атом хлора. В связи с этимв данномразделе изучена возможность получениянесимметричных 2-замещенных янтарныхкислот на основе промышленно-доступногопродукта –хлорацетата натрия и различных по строениюметаллированных монокарбоновых кислот, а такжеисследовано влияние строения енолят-анионов ацилатовлития на выходы целевыхпродуктов.

В результатепроведенных исследований были найденыусловия, при которых хлорацетат натрия достаточно эффективновступает в реакцию с енолят-анионами ацилатов лития, генерируемыми из монокарбоновыхкислот.

Установлено, что при взаимодействииенолят-анионов ацилатовлития, полученных металлированием уксусной(2),масляной (3),изомасляной (4),валериановой (5),изовалериановой (6) ифенилуксусной (9) кислот с помощью LDA, схлорацетатом натрия (44) вТГФ ватмосфере аргона при 20–25 °Св течение 24 часов примольномсоотношенииреагентов (1):(2-6,9):(44)=2:1:1 образуютсялитиевые соли соответствующихдикарбоновых кислот, приобработке которых солянойкислотой выделяются янтарная кислота (11)и соответствующие еезамещенные производные:2-этилянтарная (45), 2,2-диметил-янтарная (46),2-пропилянтарная (47),2-изопропилянтарная (48) и2-фенил-янтарная (49) кислотыс выходами27–96% (таблица 4).

Образование продуктовпроисходит врезультате нуклеофильногозамещения атома хлора вхлорацетате натрия на-оксикарбонилалкильный остаток.

Продукты реакции быливыделены из реакционной смеси иидентифицированы методами ЯМР Н1и 13С.

Таблица 4 – Выходы продуктовнуклеофильного замещения в реакцииенолят-анионов ацилатов лития схлорацетатом натрия

(t=20–25°C, растворитель -ТГФ, инертная атмосфера (Ar), молярное
соотношение (2-6, 9):(44)=1:1, =24ч)

Монокарбоновая кислота

Продукты реакции

Выход,

% от теор.

(2)

(11)

68


(3)

(45)

58

(4)

(46)

27


(5)

(47)

46


(6)

(48)

38


(9)


(49)

96

При поляриметрическомисследовании дикарбоновые кислоты (45-49) оптическойактивности не проявили.

Целевые продукты(11, 45-49)образуются с удовлетворительнымивыходами. Из анализа выходов продуктов(таблица 4), полученных на основе различныхмонокарбоновых кислот, следует, чтокислоты, содержащие разветвленные и болееобъемные алкильные группы, образуютпродукты с меньшими выходами.

С наибольшим выходомобразуется 2-фенилянтарная кислота (49), являющаясяпроизводной фенилуксусной кислоты (9).

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»