WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

OH OH OH O + + глина CH~C-C CHO O + OH + CH2 OH O O -H+ O + CHO -H+ ~H CHO O O 10 (9%) O O 11 а,б (6%) Схема При изучении взаимодействии эпоксида -пинена 4 с акролеином на глине мы получили бициклический альдегид 10, а также трициклические спиросоединения – а,б, которые являются продуктами присоединения двух молекул альдегида к эпоксиду 4 (схема 4). Образование продуктов изомеризации эпоксида -пинена 4 в ходе данной реакции не наблюдалось.

Превращение спиртов пинанового ряда и их эпоксидов на глине асканитбентонит Полученные при изучении поведения - и -пиненов и их эпоксидов в присутствии монтмориллонитовой глины интересные и весьма неожиданные результаты побудили нас исследовать превращения и других соединений пинанового ряда в этих условиях. В качестве объекта изучения мы выбрали ряд доступных аллильных спиртов пинанового ряда – транс-пинокарвеол 12, миртенол 13, транс- и цис-вербенолы 14, 15.

Из литературных данных известно, что в присутствии минеральных кислот транс-пинокарвеол 12 превращается в основном в производное фенхена. Нами при выдерживании (+)-транс-пинокарвеола 12 на глине асканит-бентонит из реакционной смеси были выделены миртенол 13 и продукт конденсации соединение 16, конверсия (+)-транс-пинокарвеола составила 75%. Образование соединения 16 происходит, повидимому, в результате взаимодействия транс-пинокарвеола 12 с карбокатионом В, который образуется предположительно из протонированного по гидроксогруппе исходного спирта (схема 5). Интересно, что, несмотря на наличие в реакционной смеси двух спиртов в сравнимом соотношении, а так же возможность присоединения их к катиону В по двум положениям, в заметных количествах образуется только соединение 16.

OH +H2O (-)-13 (33%) + + OH OH-H+ глина -H2O O В (+)-(11%) (+)-Схема О поведении миртенола 13 в кислых средах было известно лишь, что он при кипячении в уксусной кислоте превращается в ацетат миртенола. Нами показано, что при выдерживании (-)-миртенола 13 на глине асканит-бентонит образуются (+)транс-пинокарвеол 12, (-)-перилловый спирт 17 и ароматический спирт 18 (схема 6).

OH + +H2O -H+ OH (9%) (+)-В OH OH глина OH OH + + (-)--H+ ~C-C конверсия 13 - 44% Д Г (6%) + (-)-17 (12%) Схема Наличие в продуктах реакции соединений с п-ментановым остовом свидетельствует о том, что при изомеризации (-)-миртенола 13 реакция протекает не только по пути образования карбокатиона В, но, также, происходит и протонирование двойной связи с последующей скелетной перегруппировкой катиона с пинановым остовом Г в катион с п-ментановым остовом Д.

Таким образом, одним из основных направлений превращений пинокарвеола 12 и миртенола 13 на глине асканит-бентонит является их взаимопревращение. В результате, реакционная смесь в обоих случаях содержит и пинокарвеол 12, и миртенол 13. Тем не менее, в каждом случае образуются еще и «непересекающиеся» продукты изомеризации, что весьма неожиданно – фактически это означает, что глина способна «различать» два состояния одних и тех же соединений (или нанесенных на глину в качестве исходных, или образовавшихся в процессе реакции).

Результаты реакций эпоксидов пинокарвеола 19 и миртенола 20 на глине оказались не менее неожиданными, чем в случае исходных спиртов – несмотря на идентичность катионов, которые должны были бы образовываться при раскрытии протонированных эпоксидных циклов этих соединений, часть продуктов изомеризации образовывалась только из одного конкретного исходного соединения.

При выдерживании эпоксида (+)-пинокарвеола 19 на глине асканит-бентонит мы получили (+)-пинокарвон 21 и аналог камфоленового альдегида соединение 22, а в результате превращений эпоксида (-)-миртенола 20 на глине в тех же условиях ароматический спирт с п-ментановым остовом 23 и гидроксиальдегид 22. Еще раз подчеркнем, что соединение 23 не образуется из эпоксида 19, а пинокарвон 21 – из эпоксида миртенола 20 (схема 7).

O OH O O HO глина + (+)-22 (19%) (+)-(+)-(6%) +H+ -H+ OH OH OH OH OH + HO + + OH -H+ +H+ OH O O HO + глина (27%) (+)-(-)-23 (16%) Схема Отметим, что в литературе нами не обнаружено примеров изучения поведения эпоксидов пинокарвеола и миртенола в кислых средах. Пинокарвеол 12, миртенол и их эпоксиды 19 и 20 не взаимодействуют с альдегидами на глине асканит-бентонит.

Изучение превращений эпоксида нопола 24 в присутствии природной глины асканит-бентонит показало, что состав реакционной смеси и соотношение продуктов сильно зависит от температуры проведения реакции (схема 8). При выдерживании эпоксида нопола 24 в присутствии глины при –25оС помимо гидроксиальдегида (20%), в качестве основных продуктов, образуются диолы с п-ментановым остовом и 27 в соотношении ~1:3 (общий выход 35%). Повышение температуры реакции до 0°С приводит к незначительному снижению выхода диолов 26 и 27 (общий выход составил 30% при соотношении 1:1), и соединения 25 (16%). Кроме того, из реакционной смеси было выделено небольшое количество (6%) спирта 28.

Дальнейшее повышение температуры реакции до 20°С привело к существенному изменению состава реакционной смеси – помимо соединений 25 и 28 была выделена смесь бициклических соединений 29 и 30 (соотношение 1:1, общий выход 4%).

которые могут образовываться, как это было показано контрольным экспериментом, в результате циклизации диолов 26 и 27 (схема 8). Необходимо отметить, что реакционная способность эпоксида нопола 24 на глине существенно отличается реакционной способности в присутствии ZnBr2, когда в качестве единственного продукта был выделен альдегид 25 (Chapuis C., Brauchli R. Helv. Chim. Acta. 1992, 75, 1527).

OH OH OH CHO OH O OH OH + + + глина 0оС (-)-HO 28 (6%) 26 (16%) (30%) глина OH OH CHO O O O + + + глина 20оС (-)-(10%) HO (7%) (4%) Схема В отличие пинокарвеола 12 и миртенола 13, (+)-транс-вербенол 14 реагирует как с алифатическими, так и с ароматическими альдегидами на глине асканитбентонит. Так, при взаимодействии (+)-транс-вербенола 14 с салициловым альдегидом образуется гетероциклическое соединение 30, а взаимодействие с алифатическими кротоновым альдегидом и -метилакролеином приводит к образованию соединений 31 а,б (схема 9).

OH глина R -H+ O O RCHO ~C-C + H + -H2O HC OH O OH OH OH O (+)-+ -H+ -H2O 30 (12%) R= 31 a R= CH=CH-CH3 (26%) OH O OH C OMe CH2 (25%) 31 б R= R (-)-(-)-31 а,б CHСхема Изучение поведения в присутствии глины асканит-бентонит пространственного изомера соединения 14 - (-)-цис-вербенола 15 (схема 9) показало, что в результате реакций этого спирта с салициловым и кротоновым альдегидами образуются оптические антиподы гетероциклических соединений, полученных из (+)транс-вербенола 14. То есть, относительное расположение гидроксильной группы в исходном вербеноле не оказывает влияния на возможность протекания и направление межмолекулярных реакций. Более того, замена гидроксильной группы на метоксигруппу при переходе от транс-вербенола 14 к метиловому эфиру (-)-транс-вербенола 33 (схема 9) также не привела к изменению направления реакции. В то же время, наличие гидроксильной группы (или ее эфира) в положении С4 имеет принципиальное значение в изучаемых реакциях, поскольку вербенон (имеющий карбонильный заместитель в положении С4), миртенол 13 (гидроксигруппа в положении С10) и -пинен 1 (у которого нет кислородсодержащих заместителей) вообще не вступают в реакции с альдегидами на глине асканит-бентонит.

При выдерживании эпоксида (-)-цис-вербенола 34 на глине асканит-бентонит в качестве основного продукта реакции образуется транс-диол с п-ментановым остовом 35 (47%) и, в меньших количествах, кетоспирт 36 (5%) (схема 10). Ранее соединение 36 было получено в качестве основного продукта при изучении поведения эпоксида (-)-цис-вербенола 34 в присутствии ZnBr2, в нашем же случае оно образовывалось только в качестве минорного продукта (Аmri H. и др. J. Soc. Chim.

Tunis. 1983, 25.). Транс-диол 35 не найден нами в литературе и рассматривается в качестве предшественника перспективного хирального лиганда для асимметрических металлокомплексных катализаторов. Проведенные в лаборатории фармакологических исследований нашего института исследования показали, что соединение 35 может рассматриваться в качестве перспективного противосудорожного агента, обладающего низкой токсичностью и не оказывающего существенного влияния на психо-локомоторную активность.

O OH OH OH глина + ~C-C OH RCHO OH OH OH RR+ O (-)-34 C + H E RRHO OH H RH O OH (-)-37 R1=H, R2=OMe O OH O H (-)-36 (-)-35 38 R1=OH, R2=H Схема При взаимодействии эпоксида (-)-цис-вербенола 34 с п-метоксибензальдегидом в присутствии глины нами из реакционной смеси, помимо продуктов изомеризации эпоксида (-)-цис-вербенола 34 соединений 35 (33%) и 36 (7%), было выделено соединение 37 (13%) (схема 10), предположительный механизм образования которого включает в себя протонирование и раскрытие эпоксидного цикла, скелетную перегруппировку в катион с п-ментановым остовом и его последующее взаимодействие с молекулой альдегида. Интересно, что на последней стадии предполагаемого механизма более благоприятной в образовавшемся катионе Е оказывается гетероциклизация, а не карбоциклизация, как это наблюдалось ранее в реакциях других кислородсодержащих терпеноидов пинанового ряда.

Взаимодействие эпоксида вербенола 34 с салициловым альдегидом протекает аналогично с образованием соединения 38 (4%) (схема 10).

При переходе от ароматических альдегидов к алифатическому кротоновому альдегиду появляется новый путь реакции. При взаимодействии эпоксида (-)-цисвербенола 34 с кротоновым альдегидом, помимо соединения 39 (16%), являющегося аналогом соединений 37 и 38, и продуктов изомеризации - соединений 35 (13%) и (5%), мы получили с выходом 14% смесь двух диастереомеров 40 а,б (соотношение 1.8 : 1), изомерия которых обусловлена различным положением заместителей у атома С5 (схема 11). Кроме того, из реакционной смеси было выделено небольшое количество триола 41. При рассмотрении возможного механизма образования соединений 40 a,б видно, что в качестве промежуточной нейтральной частицы в этой реакции может выступать диол 35. Для проверки этого предположения мы провели контрольный эксперимент по выдерживанию соединения 35 в присутствии кротонового альдегида на глине, при этом действительно наблюдалось образование смеси диастереоизомеров 40 а,б (схема 11).

OH OH OH O O O CHO + + (-)-35 (-)-36 + + O глина OH 13% 5% OH OH OH (-)-(14%) (1%) (16%) 41 (-)-39 40 a,б -H+ глина OH OH OH CHO 1) +H2O OH OH -H+ OH +H+ OH 2) -H+ 3) -H2O + CH + Схема Превращение эпоксидов карбонильных соединений пинанового ряда.

При выдерживании эпоксида (-)-миртеналя 42 на глине асканит-бентонит он превращается в набор альдегидов: диальдегид 43, бициклический альдегид 44, ароматические альдегиды 45 и 46 и соединение с п-ментановым остовом 47 (схема 12). Образование бициклического альдегида 44 оказалось неожиданным, поскольку ранее соединение с таким типом остова было получено только в ходе реакций, протекающих в условиях конформационного контроля: в суперкислых средах (-C, HSO3F-SO2FCl) или в присутствии специально синтезированного катализатора.

Отметим, что поведение эпоксида миртеналя 42 в кислых средах ранее не было изучено.

OHC CHO O CHO CHO +H2O OH OH OH + -H+ глина ~C-C + ~H OH -H+ -H2O -H2O -H+ - H2O -2[H] O CHO CHO CHO OH O (2%) O O OH (7%) (21%) 43 45 (14%) 47 (5%) Схема При выдерживании эпоксида (-)-вербенона 48 на глине асканит-бентонит мы получили -гидроксикетоны – с п-ментановым остовом 49 (22%) и, неожиданно, гидроксикетон с камфановым остовом 50 (36%) (схема 13).

OH O OH + ~C-C глина O -H+ O O (-)-~C-C (-)-49 (22%) OH + OH + -H+ O ~C-C O O HO (-)-50 (36%) Схема Чтобы объяснить образование соединения 50, мы предложили последовательность перегруппировок, которые ранее не наблюдались для кислородсодержащих терпеноидов пинанового ряда. Подобные перегруппировки характерны для самих - и -пиненов. Интересно, что в данной реакции образуется исключительно эндо-изомер, поэтому механизм образования соединения неизбежно должен включать стадию, на которой формально происходит эпимеризация. По-видимому, эта эпимеризация может происходить в процессе C C ~ + H перестройки углеродного скелета из пинанового остова в камфановый остов.

Гидроксикетоны 49 и 50 могут быть использованы в дальнейшем как синтоны в асимметрическом синтезе сложных оптически активных соединений.

Нами обнаружено, что эпоксид (-)-вербенона 48 вступает в межмолекулярные реакции с альдегидами в присутствии глины асканит-бентонит. При взаимодействии эпоксида вербенона 48 с акролеином, кротоновым и салициловым альдегидами из реакционной смеси, помимо продуктов изомеризации 49 и 50, были выделены гетероциклические -дикетоны 51-53, находящиеся в енольной форме (схема 14).

O OH OH O глина R O + HC HO O O O RCHO O (-)-R Ж + 51 R= CH=CH2 (18%) 52 R= CH=CH-CH3 (15%) 53 R= o-HOC6H4 (6%) Схема Интересно, что, несмотря на наличие в молекуле 48 нескольких атомов кислорода, на последней стадии более благоприятной в образовавшемся катионе Ж оказывается карбоциклизация, а не гетероциклизация, как это происходило в случае эпоксида (-)-цис-вербенола 34.

O O O O OH OH O 48 14, RCHO глина OH OH OH OH O OH OH + + + O R O R O R O R + O R C C C C C H + H H H Е H гетероциклизация карбоциклизация Схема Из схемы 15 видно, что структуры катионов, которые могут образовываться из эпоксида вербенона 48, транс- и цис-вербенолов 14, 15, эпоксидов - и -пиненов 3, при взаимодействии их с альдегидами на глине, очень близки к строению катиона Е, образующегося, как мы полагаем, из эпоксида (-)-цис-вербенола 34. Тем не менее, если в пяти случаях были получены продукты, образующиеся исключительно в результате протекания карбоциклизации на последней стадии реакции, то из эпоксида вербенола 34 – только продукт гетероциклизации. Таким образом, даже относительно небольшие изменения в структуре терпеноида в случае использования в качестве катализатора монтмориллонитовой глины могут привести к резкому изменению направления реакции.

O O O O HO O + a a O H + Ar Ar HO Ar ArCHO (-)-54 (19%) (-)-55 (3%) б глина O O O O б (-)-O З (-)-56 (3%) Ar= p-MeOC6HAr OHC Схема При взаимодействии эпоксида (-)-вербенона с другим ароматическим альдегидом - п-метоксибензальдегидом в присутствии глины асканит-бентонит, появляется новый путь реакции, ведущий к образованию кетоальдегида 56 (3%).

Соединение 56 образуется, очевидно, в результате сокращения цикла в промежуточном карбокатионе З (схема 16). Такое сокращение цикла оказалось неожиданным, так как ранее не наблюдалось в реакциях образования бициклических простых эфиров из терпеноидов и альдегидов.

ВЫВОДЫ 1 Впервые проведено систематическое изучение реакционной способности терпеноидов пинанового ряда в присутствии кислотной природной монтмориллонитовой глины асканит-бентонит.

Pages:     | 1 || 3 |






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