Научная статья на тему 'ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ СИНТЕЗ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА (R, S)! α!МЕТОКСИФЕНИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ'

ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ СИНТЕЗ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА (R, S)! α!МЕТОКСИФЕНИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
259
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
О-АЛКИЛИРОВАНИЕ В МИКРОВОЛНОВОМ ПОЛЕ / α-МЕТОКСИФЕНИЛУКСУСНАЯ КИСЛОТА / ЭНАНТИОМЕРЫ / ПАРЦИАЛЬНЫЙ ГИДРОЛИЗ / α-METHOXYPHENYLACETIC ACID / O-ALKYLATION IN MICROWAVE FIELD / PARTIAL HYDROLYSIS / ENANTIOMERS

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Загидуллин А. А., Зорин А. В., Спирихин Л. В., Зорина Л. Н.

С целью создания метода получения оптически чистых энантиомеров α-метоксифенилуксусной кислоты путем парциального гидролиза ее рацеми ческого метилового эфира на основе доступного сырья разработан и оптимизирован метод синтеза рацемического метилового эфира α-метоксифенилуксусной кислоты путем бромирования фенилуксусной кислоты до ее бромангидрида с последующей этерификацией метанолом и метоксилирования полученного метилового эфира α-бромфенилуксусной кислоты метилатом натрия в микроволновом поле.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Optimization of synthesis of (R, S)!meth

Synthesis of racemic methylα-methoxyphenylacetate was developed and optimized from available reagents. Racemic methylα-methoxyphenylacetate can used for generation of optic enantiomers of α-methoxyphenylacetic acid by means of partial hydrolysis. Methylα-methoxyphenylacetate was synthesized bromination by means of phenylacetic acid, followed by esterification with methanole and methoxylation by sodium metilat in the microwave field.

Текст научной работы на тему «ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ СИНТЕЗ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА (R, S)! α!МЕТОКСИФЕНИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ»

УДК 547.712.:547.124

А. А. Загидуллин (асп.)1, А. В. Зорин (к.х.н., с.н.с.) 1, Л. В. Спирихин (к.х.н., зав. лаб) 2, Л. Н. Зорина (к.х.н., доц.) 1

Оптимизированный синтез метилового эфира (R, 5")-а-метоксифенилуксусной кислоты

1 Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра биохимии и технологии микробиологических производств 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2431935, e-mail: bio2@rusoil.net 2Институт органической химии Уфимского научного центра РАН, лаборатория физико-химических методов анализа 450054, г. Уфа, пр. Октября, 71; тел. (347) 2355560, e-mail: spector@anrb.ru

A. A. Zagidullin1, A. V. Zorin1, L. V. Spirihin2, L. N. Zorina1

Optimization of synthesis of (R, 5")-methyl-a-methoxyphenylacetate

Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str, 450062, Ufa; ph. (347) 2431935, e-mail: bio2@rusoil.net 2Institute of Organic Chemistry of Ufa Scientific Centre of Russian Academy of Sciences 71, Oktyabrya Pr., 450054, Ufa, Bashkortostan, Russia; ph. (347) 2355560, e-mail: spector@anrb.ru

С целью создания метода получения оптически чистых энантиомеров а-метоксифенилуксусной кислоты путем парциального гидролиза ее рацемического метилового эфира на основе доступного сырья разработан и оптимизирован метод синтеза рацемического метилового эфира а-ме-токсифенилуксусной кислоты путем бромирова-ния фенилуксусной кислоты до ее бромангидри-да с последующей этерификацией метанолом и метоксилирования полученного метилового эфира а-бромфенилуксусной кислоты метила-том натрия в микроволновом поле.

Ключевые слова: О-алкилирование в микроволновом поле; а-метоксифенилуксусная кислота; энантиомеры; парциальный гидролиз.

Индивидуальные энантиомеры а-метокси-фенилуксусной кислоты используются для разделения рацемических смесей хиральных соединений и определения энантиомерного состава хиральных соединений путем анализа спектров ЯМР продуктов взаимодействия исследуемой смеси энантиомеров с оптически чистой а-метоксифенилуксусной кислотой 1-3.

С целью создания метода получения оптически чистых энантиомеров а-метоксифенил-уксусной кислоты путем парциального гидролиза ее рацемического метилового эфира нами разработан оптимизированный метод его получения из доступного сырья.

Synthesis of racemic methyl-a-methoxyphenyl-acetate was developed and optimized from available reagents. Racemic methyl-a-methoxy-phenylacetate can used for generation of optic enantiomers of a-methoxyphenylacetic acid by means of partial hydrolysis. Methyl-a-methoxy-phenylacetate was synthesized bromination by means of phenylacetic acid, followed by esterifi-cation with methanole and methoxylation by sodium metilat in the microwave field.

Key words: O-alkylation in microwave field; a-methoxyphenylacetic acid; partial hydrolysis; enantiomers.

Фенилуксусную кислоту 1 бромировали молекулярным бромом в присутствии красного фосфора до бромангидрида а-бромфенилук-сусной кислоты 2, который под действием метанола in situ переводили в метиловый эфир а-бромфенилуксусной кислоты 3. Нуклео-фильное замещение брома на метоксильную группу 3 под действием метилата натрия при кипячении в метаноле в течение одного часа привело к образованию рацемического метилового эфира а-метоксифенилуксусной кислоты 4 с выходом 75%:

Дата поступления 19.10.10

Br

Br,

OH

(1)

(2)

Br

^CH,

CH3ONa

(3)

H,C

O-CH3

(4)

Для оптимизации условий синтеза использовали микроволновой нагрев на стадии а-меток-силирования метилового эфира а-бромфенил-уксусной кислоты. В отличие от обычного нагрева при микроволновом нуклеофильное замещение брома на метоксильную группу протекает существенно быстрее (в течение 2 мин), при этом выход целевого продукта 4 заметно выше (95%).

Экспериментальная часть

Спектры ЯМР *Н и С записаны в CDCl3 на приборе Bruker АМ-300 (рабочая частота 300 и 75.47 МГц соответственно). Хроматогра-фический и масс-спектральный анализ проводили на аппаратно-программном комплексе QP 2010S фирмы Shimadzu. Использовали капиллярную колонку HP-1MS (длина 30 м), температура испарителя 250 оС, температура ионизационной камеры 250 оС. Анализ проводили в режиме программирования температуры от 50 до 250 оС со скоростью 10 оС/мин, газ-носитель — гелий (1.1 мл/мин).

Получение метилового эфира а-бромфе-нилуксусной кислоты. К растертой в ступке смеси 4.08 г фенилуксусной кислоты и 0.22 г красного фосфора в колбе емкостью 100 мл приливали 3 г высушенного концентрированной H2SO4 брома. Реакционную смесь нагревали до кипения, затем добавляли новую порцию (4.75 г) брома и при постоянном перемешивании кипятили до прекращения выделения HBr. Затем смесь остужали, добавляли 1.8 г метанола и кипятили с обратным холодильником в течение 2 ч, после чего реакционную смесь выливали в воду. Метиловый эфир а-бромфенилуксусной кислоты 3 высаливали и экстрагировали хлороформом. Хлороформ отогнали, остаток 3 перегнали в вакууме,

полученный метиловый эфир 3 идентифицировали методами ЯМР и 13С спектроскопии и хроматомасс-спектрометрии.

Метиловый эфир а-бромфенилуксусной кислоты 3, tran=120 оС (8 мм рт.ст.), спектр ЯМР 1Н (в СДС13, 5, м.д.): 3.79 с (3Н, СН30), 5.39 с (1Н, СН-Br), 7.36-7.55 м (5Н, С6Н5). Спектр ЯМР 13С (в СДС13, 5, м.д.): 46.44 (1С, СН30), 53.30 (1С, СН-Br), 128.55, 128.76, 129.23 (5С, С6Н5), 135.64 (1C, C6H5), 168.68 (1C, COO). Масс-спектр, m/z (1отн,%): 230 (3) и 228 (3) [М]+, 171 (17), 169 (17), 150 (11), 149 (100), 121 (52), 118 (16), 91 (16), 90 (35), 89 (29), 77 (12), 63 (14).

Метоксилирование метилового эфира а-бромфенилуксусной кислоты. B 5 мл метилового спирта в колбе с обратным холодильником растворяли 0.1 г натрия, добавляли 1 г эфира 3 и кипятили 1 ч. Реакционную смесь выливали в воду и экстрагировали эфир 4 диэ-тиловым эфиром. Эфирные вытяжки сушили над MgSO4. После отгонки эфира образовавшийся продукт идентифицировали методами ЯМР ^-спектроскопии и хроматомасс-спектро-метрии.

Метоксилирование метилового эфира 3 в микроволновом поле осуществляли на модифицированной мономодовой микроволновой установке на базе микродайджеста M301 4. B 25 мл метилового спирта в колбе с обратным холодильником растворяли 0.5 г натрия. Добавляли 4 г эфира 3 и кипятили в поле СВЧ в течение 2 мин. Реакционную смесь обрабатывали, как описано выше, образовавшийся продукт реакции идентифицировали методами ЯМР 1Н-спектроскопии и хроматомасс-спект-рометрии.

Метиловый эфир а-метоксифенилуксусной кислоты 4, спектр ЯМР *Н (в СДС13, 5, м.д.): 3.49 с (3Н, СН30), 3.71с(3Н, СН30), 4.78с (1Н, СН-0), 7.35—7.43 м (3Н, С6Н5). Масс-спектр, m/ z (1отн,%): 180 (1) [М]+, 122 (10), 121 (100), 105 (7), 91 (17), 90 (3), 89 (4), 78 (4), 77 (25), 63 (2), 51 (5).

Литература

1. Wenzel T. J. Discrimination of Chiral Compounds Using NMR Spectroscopy.

2. Dale J. A., Mosher H. S. // J. Am. Chem. Soc.-1968.- 90.- С. 3732.

3. Пат. 2107058 NL, C07B57/00, B01D61/24, B01D11/04. Способ выделения энантиомеров из рацемической смеси.

4. Котлов В. М., Вершинин С. С., Бондарева 0. А., Зорин В. В.//Баш. хим. ж.- 2009.- Т.16, №4.- С. 49.

O

O

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.