CC BY
11
УДК 547.38+544.47
Э. А. Абдуллина (магистрант), Д. А. Акимова (магистрант), А. Ш. Сунагатуллина (к.х.н., доц.), Р. Н. Шахмаев (к.х.н., доц.), В. В. Зорин (чл.-корр. АН РБ, д.х.н., проф., зав. каф.)
Pd/Cu-КАТАЛИЗИРУЕМОЕ КРОСС-СОЧЕТАНИЕ (5Е)-6-ХЛОРГЕКС-5-ЕН-2-ОНА С ГРЕГ-БУТИЛАЦЕТИЛЕНОМ
Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра биохимии и технологии микробиологических производств 450062, Уфа, ул. Космонавтов, 1; e-mail: biochem@rusoil.net
E. A. Abdullina, D. A. Akimova, A. Sh. Sunagatullina, R. N. Shakhmaev, V. V. Zorin
Pd/Cu-CATALYZED CROSS-COUPLING OF (5£)-6-CHLOROHEX-5-EN-2-ONE AND TERT-BUTYLACETYLENE
Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str, 450062 Ufa, Russia; e-mail: biochem@rusoil.net
Исследована возможность стереоселективного получения шреш-бутилзамещенных ениновых структур, проявляющих высокую фармакологическую активность, на основе кросс-сочетания ви-нилгалогенидов с шреш-бутилацетиленом. Установлено, что Р^Си-катализируемое кросс-сочетание (5£)-6-хлоргекс-5-ен-2-она с шреш-бутил-ацетиленом в присутствии слабосвязанного комплекса PdCl2(PrCN)2 и Си1 в пиперидине при комнатной температуре с высоким выходом (84%) приводит к (5Е)-9,9-диметилдец-5-ен-7-ин-2-ону. Реакция протекает стереоспецифично, изомерная чистота полученного енина (99%) соответствует изомерной чистоте исходного (5£)-6-хлоргекс-5-ен-2-она.
Ключевые слова: енины, кросс-сочетание, палладий, шреш-бутилацетилен, (5Е)-9,9-диме-тилдец-5-ен-7-ин-2-он
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках выполнения базовой части госзадания (проект №49)
Функционально замещенные сопряженные енины и диены со строго определенной конфигурацией двойной связи часто обладают лечебным действием, а также применяются в качестве средств защиты растений 1-4. Поскольку биологическая активность подобных непредельных соединений прямо зависит от степени их изомерной чистоты, в последнее время прилагаются серьезные усилия по созданию высокостереоселективных методов их синтеза на основе кросс-сочетания (Е)- и (2)-винил-
Дата поступления 08.10.16
The possibility of stereoselective preparation of tert-butylsubstituted enyne structures demonstrated a high pharmacological activity based on cross-coupling of vinylhalides and tert-butyl-acetylene is investigated. The Pd/Cu-catalyzed cross-coupling of (5£)-chlorohex-5-en-2-one and tert-butylacetylene proceeds in the presence of weakly ligated complex PdCl2(PrCN)2 and Cul in piperidine at a room temperature to produce (5£)-9,9-dimethyldec-5-en-7-yn-2-one in a high yield (84%). The reaction is stereospecific, isomeric purity of derived ketone is 99% as of an initial (5£)-chlorohex-5-en-2-one.
Key words: cross-coupling, enynes, palladium, tert-butylacetylene, (5E)-9,9-dimethyldec-5-en-7-yn-2-one.
The work was supported by the RF Ministry of Education as part of the base part of the state task (project №49)
5-7
8_10
алкинами или
11-15
галогенидов с алкенами металлорганическими соединениями
Нами исследована возможность стереоселективного создания трет-бутилзамещенных ениновых структур, проявляющих высокую
16,17
на основе
фармакологическую активность кросс-сочетания винилгалогенидов с трет-бу-тилацетиленом. Выбранный в качестве элект-рофильного партнера (5£)-6-хлоргекс-5-ен-2-он (1) был получен твердофазным аллилиро-ванием ацетоуксусного эфира (£)-1,3-дихлор-
пропеном 18 с последующим декарбалкоксили-рованием образовавшегося монозамещенного хлорвинильного производного в модернизированных условиях Крапчо. Установлено, что Рё/ Си-катализируемое кросс-сочетание (5£) 6-хлоргекс-5-ен-2-она (1) с трет-бутилацети-леном 2 в присутствии слабо связанного комплекса РёС12(РгСК)2 и Си1 в пиперидине при комнатной температуре с высоким выходом (84%) приводит к (5£)-9,9-диметилдец-5-ен-7-ин-2-ону (3) (схема). Реакция протекает сте-реоспецифично, изомерная чистота енина 3 (99%) соответствует изомерной чистоте исходного винилхлорида 1 .
Структура, стереохимическая чистота и конфигурация заместителей при двойной связи полученных соединений была подтверждена ГЖХ-анализом, данными ИК-, ЯМР-спект-роскопии и хромато-масс-спектрометрии. КССВ винильных атомов водорода енина 3 составляет 15.8 Гц, что свидетельствует о трансо-идной конфигурации двойной связи.
Экспериментальная часть
ИК спектры записаны в тонком слое на ИК Фурье-спектрофотометре IRPгestige-21 БЫшаёги. Спектры ЯМР 1Н и С записаны в СЭС13 на приборе Вгикег АУ-500 (рабочая частота 500.13 и 125.76 МГц соответственно). Химические сдвиги в спектрах ЯМР измеряли относительно ТМС, в спектрах ЯМР 13С относительно сигнала растворителя (5С 77.0 м.д.). Хромато-масс-спектральный анализ проводили на приборе ОСМ5-ОР20105 Shimadzu (электронная ионизация при 70 эВ, диапазон детектируемых масс 33—350 Да). Использовали капиллярную колонку HP-1MS (30 м х 0.25 мм х 0.25 мкм), температура испарителя 280 оС, температура ионизационной камеры 200 оС. Анализ проводили в режиме программирования температуры от 50 до 280 оС со скоростью 10 оС/мин, газ-носитель — гелий (1.1 мл/мин).
(5£)-6-хлоргекс-5-ен-2-он (1). Смесь 2.05 г (0.01 моль) этил(4£)-2-ацетил-5-хлор-пент-4-еноата 18, 0.36 г (0.02 моль) Н20, 1.27 г (0.03 моль) ЫС1 и 10 мл КМР перемешивали при 140—150 оС до полной конверсии субстрата (около 6 ч, контроль методом ГЖХ). После
охлаждения добавили 30 мл воды и 30 мл эти-лацетата, органический слой отделяли, водный слой обрабатывали этилацетатом (2 х 30 мл). Объединенные органические слои промывали водой, сушили MgSO4 и концентрировали при атмосферном давлении. Продукт реакции очищали методом колоночной хроматографии ^Ю2, гексан — этилацетат, 9:1 —>7:3). Выход 1.07 г (81%), бесцветная жидкость. ИК спектр, V, см-1: 2922, 1717, 1626, 1431, 1410, 1364, 1161, 1144, 1051, 941. Спектр ЯМР !Н, 5, м. д.: 2.15 с (3Н, С*Н3), 2.32 к (2Н, С4Н2, / 7.0 Гц), 2.55 т (2Н, С3Н2, / 7.0 Гц), 5.86-5.91 м (1Н, С5Н), 6.00 д (1Н, С6НС1, /транс 13.1 Гц). Спектр ЯМР 13С, 5С, м.д.: 24.71 (С4), 29.82 (С1), 42.23 (С3), 117.92 (С6), 132.02 (С5), 207.03 (С2). Масс-спектр, ш/г (/отн, %): 132 (0.1) [М]+, 97(6), 75(2), 54(12), 53(11), 51(4), 49(2), 44(3), 43(100), 42(5), 41(4).
(5£)-9,9-диметилдец-5-ен-7-ин-2-он (3). К суспензии 0.133 г (1 ммоль) (5£)-6-хлор-гекс-5-ен-2-она (1), 12 мг (0.06 ммоль) Си1, 9 мг (0.03 ммоль) РёС12(РгСК)2 в 1 мл пиперидина прибавили 0.107 г (1.3 ммоль) трет-бу-тилацетилена 2. Реакционную смесь перемешивали 3 ч при комнатной температуре в атмосфере аргона до полной конверсии субстрата (контроль методом ГЖХ), после чего обрабатывали диэтиловым эфиром (10 мл) и водой (5 мл). 0рганический слой отделяли, водный слой экстрагировали эфиром (3 х 5 мл). 0бъединенные органические слои промывали насыщенным раствором КаС1, сушили MgSO4 и концентрировали. Сырой продукт очищали методом колоночной хроматографии ^Ю2, гексан — этилацетат, 9:1). Выход 0.150 г (84%), маслообразное вещество. ИК-спектр, V, см-1: 2970, 2929, 2904, 2867, 1719, 1457, 1363, 1264, 1161, 959. Спектр ЯМР !Н, 5, м. д.: 1.22 с (9Н, 2СН3С9, С10Н3), 2.14 с (3Н, С!Н), 2.34 к (2Н, С4Н2, / 7 Гц), 2.52 т (2Н, С3Н2, / 7 Гц), 5.50 д (1Н, С6Н, /транс 15.8 Гц), 5.99 д.т (1Н, С5Н, /транс 15.8 Гц, / 7 Гц). Спектр ЯМР 13С, 5с, м.д.: 26.85 (С4), 27.75 (С9), 29.86 (С1), 30.93 (2СН3С9, С10Н3), 42.48 (С3), 77.12 (С7), 97.58 (С8), 110.97 (С6), 140.59 (С5), 207.45 (С2). Масс-спектр, ш/г (1отн, %): 178 (5) [М+], 107 (21), 105 (29), 93 (21), 91 (29), 79 (22), 77 (20), 57 (22), 43 (100), 41 (18).
Литература
1. Negishi E., Huang Z., Wang G., Mohan S., Wang C., Hattori H. Recent Advances in Efficient and Selective Synthesis of Di-, Tri-, and Tetrasubstituted Alkenes via Pd-Catalyzed Alkenylation-Carbonyl Olefination Synergy // Acc. Chem. Res.- 2008.- V.41.- P.1474-1485.
2. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Emyshaeva N.V., Zorin V.V. Synthesis of (4£,6Z)-hexadeca-4,6-dien-1-ol and its acetate -components of the sex pheromone of Stathmopoda masinissa // Chemistry of Natural Compounds.-2015.- T.51, №1.- P.127-129.
3. Изибаева А.У., Шахмаев Р.Н., Спирихин Л.В., Зорин В. В. Синтез метилового эфира 2(£),4(£)-додекадиеновой кислоты на основе реакции Хека // Баш. хим. ж.- 2009.- T.16, №1.- С.30-31.
4. Шахмаев Р.Н., Ишбаева А.У., Зорин В.В. Pd-катализируемый синтез 1-[(2Е,4Е)-додека-2,4-диеноил]пиперидина // Изв. высших учебных заведений. Хим. и хим. технол.- 2011.- T.54, №10.- С.97-99.
5. Beletskaya I.P., Cheprakov A.V. The Heck Reaction as a Sharpening Stone of Palladium Catalysis // Chem. Rev.- 2000.- V.100.-P.3009-3066.
6. Ишбаева А.У., Сунагатуллина А.Ш., Шахмаев Р.Н., Зорин В.В. Стереонаправленный синтез 1-[(2£,4£)-дека-2, 4-диеноил ]пиперидина // Баш. хим. ж.- 2010.- T.17, №3.- С.53-55.
7. Шахмаев Р.Н., Чанышева А.Р., Ишбаева А.У., Вершинин С. С., Зорин В.В. Интенсификация реакций арилирования активированных олефи-нов 4-бромацетофеноном с использованием микроволнового излучения // ЖОрХ.- 2010.-T.46, №3.- C.459-460.
8. Chinchilla R., Najera C. The Sonogashira Reaction: A Booming Methodology in Synthetic Organic Chemistry // Chem. Rev.- 2007.-V.107, №3.- P.874-922.
9. Сунагатуллина А.Ш., Шахмаев Р.Н., Зорин В.В. Синтез этил-(4Е)-тридец-4-ен-6-иноата // ЖОХ.- 2013.- T.83, №1.- С.156-157.
10. Сунагатуллина А.Ш., Шахмаев Р.Н., Зорин В.В. Pd-Cu-Катализируемый синтез N-(2£,4)- и ^(22,4)-ениновых циклических аминов // ЖОрХ. - 2013. - T. 49, №5. - C. 747-750.
11. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions. Ed. de Meijere A., Diederich F.- N.-Y.: Wiley-VCH, 2004.- 916 p.
12. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Зорин В.В. Новый подход к синтезу этил-(4£)-алкеноатов // ЖОХ.- 2013.- T.83, №11.- C.1819-1821.
13. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Зорин В.В. Стереонаправленный синтез аллиламинов на основе Fe-катализируемого кросс-сочетания 3-хлорпроп-2-ен-1-иламинов с реактивами Гри-ньяра. Синтез нафтифина // ЖОpX.— 2014.-T.50, №3.- C.334-343.
14. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Зорин В.В. Fe-катализируемый синтез циннаризина // ЖОpX.- 2015.- T.51, №1.- C.98-100.
References
1. Negishi E., Huang Z., Wang G., Mohan S., Wang C., Hattori H. [Recent Advances in Efficient and Selective Synthesis of Di-, Tri-, and Tetrasubstituted Alkenes via Pd-Catalyzed Alkenylation-Carbonyl Olefination Synergy]. Acc. Chem. Res., 2008, vol.41, pp.1474-1485. doi: 10.1021/ar800038e
2. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Emyshaeva N.V., Zorin V.V. [Synthesis of (4E,6Z)-hexadeca-4,6-dien-1-ol and its acetate -components of the sex pheromone of Stathmopoda masinissa]. Chemistry of Natural Compounds, 2015, vol.51, no. 1, pp. 127-129. doi: 10.1007/ s10600-015-1217-8
3. Izibaeva A.Y., Shakhmaev R.N., Spirikhin L.V., Zorin V.V. Sintez metilovogo efira 2(E),4(E)-dodekadienovoi kisloty na osnove reaktsii Kheka [Synthesis of methyl ester 2(£), 4(£)-dodecadienoic acid based on Heck reaction]. Bashkirskii khimicheskii zhurnal [Bashkir Chemical Journal], 2009, vol.16, no.1, pp.30-31.
4. Shakhmaev R.N., Ishbaeva A.U., Zorin V.V. Pd-kataliziruemyi sintez 1 -[( 2E,4E)-dodeka-2,4-dienoil]piperidina [Pd-Catalyzed Synthesis of 1-[(2E,4E)-dodeca-2,4-dienoyl]piperidine]. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, 2011, vol.54, no.10, pp.97-99.
5. Beletskaya I.P., Cheprakov A.V. [The Heck Reaction as a Sharpening Stone of Palladium Catalysis]. Chem. Rev., 2000, vol. 100, pp. 30093066. doi: 10.1021/cr9903048
6. Ishbaeva A.U., Sunagatullina A.Sh., Shakhmaev R.N., Zorin V.V. Stereonapravlennyi sintez 1-[(2E,4E)-deka-2,4-dienoil]piperidina [ Stereodi-rected Synthesis of 1-[(2E,4E)-deca-2,4-dienoyl] piperidine]. Bashkirskii khimicheskii zhurnal [Bashkir Chemical Journal], 2010, vol.17, no.3, pp.53-55.
7. Shakhmaev R.N., Chanysheva A.R., Ishbaeva A.U., Vershinin S.S., Zorin V.V. [Microwave enhancement of arylation of activated olefins with 4-bromoacetophenone]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2010, vol.46, no.3, pp.459460. doi: 10.1134/S1070428010030280
8. Chinchilla R., Najera C. [The Sonogashira Reaction: A Booming Methodology in Synthetic Organic Chemistry]. Chem. Rev., 2007, vol.107, no.3, pp.874-922. doi: 10.1021/cr050992x
9. Sunagatullina A.S., Shakhmaev R.N., Zorin V.V. [Synthesis of ethyl (4E)-tridec-4-ene-6-ynoate]. Russian Journal of General Chemistry, 2013, vol.83, no.1, pp.148-149. doi: 10.1134/ S1070363213010313
10. Sunagatullina A.Sh., Shakhmaev R.N., Zorin V.V. [Pd-Cu-catalyzed synthesis of N-(2E,4)-and N-(2Z,4)-enyne cyclic amines]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2013, vol.49, no. 5, p.730-733. doi: 10.1134/S1070428013050163
11. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions. Ed. de Meijere A., Diederich F. N.-Y., Wiley-VCH Publ., 2004, 916 p.
15. 0axMaeB P.H., CyHaraTy^^HHa A.0., 3opHH
B.B. Fe-KaTa^H3HpyeMHH CHHTea ^^yHapH3HHa h ero (Z)-H30Mepa // ®OX.- 2016.- T.86, №8.-
C.1395-1398.
16. Rudisill D.E., Castonguay L.A., Stille J.K. Synthesis of terbinafine. A palladium catalyzed vinyl iodide-ethynylstannane coupling // Tetrahedron Lett.- 1988.- V.29, №13.- P.1509-1512.
17. Dictionary of alkaloids. Ed. J. Buckingham.-Boca Raton: CRC Press, 2010.- 2374 p.
18. 0axMaeB P.H., CyHaraTy^^HHa A.0., oh^hh-noBa E.A., 3opHH B.B. A^KKmpoBaHHe aöeToyK-cycHoro s^Hpa HHflHBHflya^bHHMH H3oMepaMH 1,3-flHx^opnponeHa b ycroBHax Me^^a3Horo Ka-Ta^H3a // Bam. xhm. 2013.- T.20, №1.-C.45-47.
12. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Zorin V.V. [A new approach to the synthesis of ethyl (4£)-alkenoates]. Russian Journal of General Chemistry, 2013, vol.83, no.11, p.2018-2020. doi: 10.1134/S1070363213110078.
13. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Zorin V.V. [Stereoselective synthesis of allylamines by iron-catalyzed cross-coupling of 3-chloroprop-2-en-1-amines with grignard reagents. Synthesis of naftifine]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2014, vol.50, no.3, pp.322-331. doi: 10.1134/S1070428014030038
14. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Zorin V.V. [Iron-catalyzed synthesis of cinnarizine]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2015, vol.51, no. 1, pp.95-97. doi: 10.1134/ S1070428015010169
15. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Zorin V.V. [Fe-Catalyzed Synthesis of Flunarizine and Its (Z)-isomer]. Russian Journal of General Chemistry, 2016, vol.86, no.8, pp.1969-1972. doi: 10.1137/S107036321608034X
16. Rudisill D.E., Castonguay L.A., Stille J.K. [Synthesis of terbinafine. A palladium catalyzed vinyl iodide-ethynylstannane coupling]. Tetrahedron Letters, 1988, vol.29, no. 13, pp. 1509-1512. doi: 10.1016/S0040-4039(00)80338-X
17. Dictionary of alkaloids. Ed. J. Buckingham. Boca Raton, CRC Press, 2010, 2374 p.
18. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Filippova E.A., Zorin V.V. Alkilirovaniye atsetouksusnogo efira individual'nymi izomerami 1,3-dikhlorpropena v usloviyakh mezhfaznogo kataliza [Alkylation of ethyl 3-oxobutanoate by individual isomers of 1,3-dichloropropene in phase-transfer catalysis conditions]. Bashkirskii khimicheskii zhurnal [Bashkir Chemical Journal], 2013, vol.20, no.1, pp.45-47.
